한국에너지기술연구원(원장 김종남)이 개발한 '수소연료전지 자동차 전극촉매 백금 극소화 기술'은 귀금속 사용량은 줄이면서 전극촉매 내구성을 향상시키는 기술이다.
기존 전극촉매는 3~5나노미터(㎚) 크기 백금 나노입자가 탄소계 지지체 위에 분산된 형태를 가진다. 연료전지 반응은 백금 나노입자 가장 바깥층 표면에서 주로 일어나는데, 이 때문에 대부분 백금이 활용되지 못한다.
이번 기술은 금속입자 중심은 백금이 아닌 다른 종류의 금속을 사용하고, 외곽 표면에 백금을 원자 1개층 두께로 코팅하는 '코어쉘' 방법으로 백금 활용율을 극대화한다. 이 결과로 기존 백금촉매 대비 약 3배 이상 향상된 질량 활성을 보이는 것으로 나타났다.
내구성도 뛰어나다. 탄소계 지지체로 '카본 나노 파이버'를 사용해 전극촉매 내구성을 향상시킬 수 있었다.
개발 전극촉매는 기존 상용 백금촉매 재료비 부분만 고려해도 절반 수준이다.
기술준비수준(TRL)은 6~7단계다. 이전 기업의 최종 확인 정도만 있으면 상용화가 가능하다. 촉매 관련 특허는 15건을 등록한 상태다.
박구곤 박사는 “코어쉘 형태 촉매는 백금 활용도를 극단적으로 상승시켜 비용저감 및 수명 증대에 유리할 것”이라며 “수소 및 연료전지 사회 조기구현과 신산업 창출에 크게 기여할 전망”이라고 말했다.
대전=김영준기자 kyj85@etnews.com
