박찬호 GIST 교수팀, 백금 촉매 대체 수소 전기차 연료전지 촉매 개발

국내 연구진이 기존 백금 촉매를 대체할 수 있는 새로운 수소 전기자동차 연료전지 촉매를 개발했다.

광주과학기술원(GIST·총장 김기선)은 박찬호 융합기술학제학부 교수팀이 수소전기자동차 연료전지에서 수소결핍으로 인한 음극 역전압 현상에 대한 내구성을 개선한 다기능 비백금계 촉매를 개발했다고 22일 밝혔다.

수소전기차는 정상 작동할 때 연료전지 양극의 전압이 더 높지만 수소연료가 부족할 때는 음극의 전압이 높아지면서 역전압 현상이 발생한다. 높은 음극 전압으로 탄소 담체(기질)가 부식돼 촉매 안정성을 크게 떨어뜨린다.

이리듐-루테늄 합금 촉매를 투과전자현미경으로 확대한 사진.

박 교수팀은 연료전지 음극에 적용했을 때 백금과 동일한 성능을 보이면서도 음극의 내구성을 크게 향상시킨 이리듐-루테늄 합금 촉매를 개발했다. 음극 역전압 내구성 평가에서 10분 이하의 짧은 시간만 버티는 백금촉매 음극에 비해 175배 향상된 7시간 이상의 내구성을 지니는 것으로 나타났다. 수소 산화와 산소 발생 반응에서 모두 우수하게 작동했다.

연구팀은 희소성과 고가인데다 연료전지 물 범람, 반응 기체 공급 이상 등의 문제를 안고 있는 기존 백금 촉매를 대체할 수 있을 것으로 예상하고 있다.

박찬호 교수는 “이리듐-루테늄 합금 촉매의 성능과 음극의 내구성을 확보했다는 데 의미가 있다”면서 “향후 이리듐-루테늄 촉매를 수소 전기 상용차에 적용할 수 있기를 기대한다”고 말했다.

박찬호 GIST 융합기술학제학부 교수.

광주=김한식기자 hskim@etnews.com