수소연료전지의 내구성을 크게 향상시킬수 있는 기술이 개발됐다. 상용화를 앞당기는 단초 역할을 할지 기대된다.
대구경북과학기술원(DGIST·총장 이건우)은 유종성 에너지공학과 교수팀이 연료전지의 핵심 부품인 합금 촉매의 내구성을 획기적으로 향상시키는 기술을 개발했다고 27일 밝혔다.
연구팀은 기존 친환경 자동차용 '수소연료전지(PEMFC)' 상용화에 걸림돌이었던 고비용 백금(Pt) 촉매와 낮은 내구성 문제를 질소를 활용해 해결했다.
친환경 기술인 '수소연료전지'를 상용화하기 위해 많은 연구가 진행 중에 있다. 그 중 백금-코발트(PtCo) 합금은 성능이 뛰어나지만, 가격이 비싸고 코발트가 쉽게 용해되는 내구성 문제로 장기적인 사용에 한계가 있었다.
연구팀은 이러한 문제를 해결하기 위해 백금-코발트 합금에 질소를 첨가하는 새로운 합성법을 개발했다. 질소가 첨가된 백금-코발트 합금은 코발트와 질소 간 결합을 통해 코발트의 용해를 막아 내구성을 크게 향상시켰다. 이 기술로 백금 사용량을 줄이면서도 성능과 내구성을 유지할 수 있게 돼 연료전지 상용화를 앞당기는데 기여할 전망이다.
새롭게 개발된 질소 도핑 백금-코발트 합금은 백금 표면과 내부에 규칙적으로 배열된 백금-코발트 구조와 코발트-질소 결합을 통해 뛰어난 구조적 안정성을 갖춘 것이 특징이다.
유종성 교수는 “초기 성능이 뛰어난 백금-코발트 합금을 실제 연료전지에 적용할 가능성을 높여, 수소연료전지의 수명과 효율을 동시에 만족할 기술을 개발했다. 이번 성과로 수소연료전지가 자동차, 선박, 항공, 발전 등 다양한 분야의 지속 가능한 에너지 솔루션으로 자리 잡기를 기대한다”고 밝혔다.
한국연구재단의 중견연구 사업을 통해 진행된 이번 연구성과는 최근 '저널 옵 더 아메리칸 케미컬 소사이어티'에 게재됐다.
대구=정재훈 기자 jhoon@etnews.com
