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의료 국내 연구진, 수소연료전지용 백금 촉매의 성능과 내구성 개선
메디컬투데이 박정은 기자
입력일 : 2020-03-25 09:26:21
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수소전기차 경제성 기대
[메디컬투데이 박정은 기자]

국내 연구진이 고립전자쌍을 포함한 탄소를 이용해 수소연료전지 백금 촉매의 성능과 내구성을 개선했다.


25일 광주과학기술원(지스트) 지구․환경공학부 이재영 교수 연구팀은 이같이 밝혔다.

현재 백금이 가장 적합한 산소환원반응 촉매로서 평가받고 있지만, 한정적인 매장량으로 인해 상당히 고가다. 연료전지의 가격경쟁력을 높이기 위해서는 사용되는 백금 촉매의 양을 줄여야 하며, 산소환원반응에서의 성능과 내구성을 향상시켜야 한다.

이번 연구에서 개발된 백금촉매는 백금과 질소 원자 간 결합으로 인해 산소환원반응에서 기존 백금촉매 대비 우수한 성능을 가지고 있을 뿐만 아니라, 강력한 원자 간 결합으로 인해 수소연료전지 구동 중에서 용출되는 백금의 양을 최소화해 내구성을 향상시켰다.

연구팀은 볼밀링법을 이용해 질소가 도핑된 탄소를 합성했고, 이를 백금 입자의 담체로 사용해 수소연료전지의 산소환원반응 촉매로써 적용했다.

질소가 도핑된 탄소에 다량 포함된 고립전자쌍은 담체에 백금 입자를 균일하게 성장시키는 역할 뿐만 아니라 산소환원반응을 가속화하는 백금과 질소 원자 간의 결합을 형성시키는 것을 확인했다.


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이재영 교수는“탄소담지체의 고립전자쌍이 백금 촉매 형성과정과 반응 메커니즘에서의 역할을 밝혀냄으로써 수소연료전지의 백금 귀금속 촉매의 성능 및 내구성 확보가 가능하게 됐다”면서“이는 수소전기차의 제조 경제성을 높여 수소경제에 큰 기여를 할 수 있을 것으로 기대된다”고 말했다.

지스트 지구․환경공학부 이재영 교수가 주도하고 함가현 박사과정생이 수행한 이번 연구는 한국연구재단의 지원을 받았으며, 에너지 및 화학 분야의 세계적인 학술지인 ChemSusChem(켐서스켐) 3월호 표지논문으로 게재됐다.  
메디컬투데이 박정은 기자(pj9595@mdtoday.co.kr)
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