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테크노트 KAIST 연구팀, 수소 연료전지 수명 연장하는 촉매소재 개발

KAIST 연구진이 상용 촉매 대비 약 62% 이상의 전류 밀도를 유지시켜 수소 연료전지 수명을 획기적으로 연장시키는데 성공했다. KAIST는 신소재공학과 정연식 교수, 조은애 교수 공동연구팀이 수소전기차의 핵심 부품인 연료전지 장치에 활용될 수 있는 고내구성 촉매 소재를 개발했다고 4일 밝혔다. 이번에 개발된 촉매는 실제 구동 환경에서 수천 시간에 맞먹는 강도의 2만 사이클 내구성 평가를 거친 후에도 초기 성능에 가까운 수준을 유지할 만큼 높은 내구성을 갖추고 있어 기존 연료전지에서 가장 큰 걸림돌로 지적됐던 수명 문제를 해결하는 성과로 평가된다. 연구팀은 ‘3차원 자이로이드 나노구조체 기반 촉매 플랫폼’을 개발하는 데 성공했다. 자이로이드 나노구조체는 3차원적으로 길게 연결된 구조로 인해 전기적 연결성이 우수하고 이온이나 기체의 이동이 이동할 수 있는 빈 통로가 많은 장점이 있어 차세대 에너지 소재로 유망하다. 연구팀은 자기조립 특성이 있는 고분자를 활용해 3차원 자이로이드를 합성하고 백금 입자를 강한 결합으로 탑재해 연료전지 구동 시에도 백금 입자의 이동을 원천 차단하고자 했다. 또한 자이로이드 내부에 증기압을 발생시켜 자이로이드 내부 공간까지 비움으로

이창현 기자

2024-12-04 11:39

테크노트 UNIST, 원자 수준의 틈 제어해 새로운 고성능 촉매 개발

권영국 교수팀, 구리 기반 고성능 요소(Urea) 생산 촉매 개발...CO2, NO3 동시 저감 가능 세계는 유례없는 고온 현상과 폭설 등 에너지 및 환경 문제에 직면해 다양한 정책과 해결방안 설계해야 하는 상황이다. 이런 상황 속에서 온실가스인 이산화탄소(CO2)와 미세먼지 원료인 질산염(NO3)을 낮추고 함께 농과 각종 산업에 필수적인 요소(Urea)를 생산할 수 있는 가능성이 열려 주목받고 있다. UNIST 에너지화학공학과 권영국 교수팀(제1저자 신석민 석박통합과정 연구원)은 구리 내에 원자 수준의 틈을 제어하는 기술을 적용해 이산화탄소와 질산염을 고부가가치의 요소(Urea)로 전환하는 새로운 촉매 소재를 개발했다. 권 교수팀은 먼저 에너지화학공학과 송현곤 교수팀과 리튬화 공정을 통해 촉매 내부의 원자 수준 틈을 구현했다. 또한 에너지화학공학과 이현욱 교수팀 원자 수준의 틈이 생성되는 것을 실시간 투과 전자 현미경(TEM, Transmission Electron Microscopy)분석을 통해 관측하고 규명했다. 이를 통해 구리 나노입자의 두 면 사이에 원자 수준의 틈을 도입해 이산화탄소와 질산염의 전기화학적 공동환원 반응에 이상적이고 효율적인 촉매를

이동재 기자

2023-06-11 16:18