고려대 기계공학과 심준형 교수 연구팀이 백금보다 우수한 연료전지 양극용 은(Ag, silver)-세라믹 복합체 나노 촉매 개발에 성공했다.
최형종, 김만진 연구원이 공동 제1저자로 참여한 이 연구결과는 에너지 분야의 세계적인 저명 학술지인 ‘어드밴스드 에너지 머터리얼즈 (Advanced Energy Materials)'에 게재됐다. 고려대 전기전자공학부 김규태 교수팀도 연구에 참여했다.
연료전지는 연료와 산소의 전기화학적 반응을 통해 전기를 생산하는 고효율-친환경 전원이다. 미래의 에너지 인프라를 획기적으로 바꾸는데 큰 역할을 할 것으로 예상되지만 중저온 연료전지는 값비싼 백금 촉매가 필요해 상용화가 어렵다.
은 촉매는 전기화학적인 성능면에서 백금 촉매에 버금가면서 가격이 100배 이상 저렴하기 때문에 대체 물질로 주목받아 왔지만 은입자는 조금만 가열이 되어도 장기 안정성을 확보하기 어려웠다. 이런 가운데 연구팀은 나노 다공 구조의 은 표면에 스퍼터링 기법을 이용해 금속성 스칸듐-지르코늄 입자를 수나노 크기로 증착시킨 후 고온 산화시켜 은-스칸디아-지르코니아 (Ag-ScSZ, silver-scandia-stabilized zirconia) 금속-세라믹 복합체 촉매를 합성했다.
심준형 교수는 “백금 촉매의 경제성 문제와 은 촉매의 안정성 문제를 동시에 해결할 수 있는 획기적인 물질”이라며 “앞으로 연료전지 상용화에 기여할 수 있을 것으로 기대한다”고 전했다.
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사진=심준형 교수
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