공기 접촉에도 안정적 전기촉매 소재 개발…"수소, 연료전지 기여"

(서울=뉴스1) 장성희 기자 = 성균관대는 김성웅 에너지과학과 교수와 한혁수 한양대 신소재공학부 교수 연구팀이 공기 중에서도 스스로 안정성을 유지하는 새로운 전기촉매 소재를 개발했다고 11일 밝혔다.

이번 연구는 수소 생산과 연료전지 반응에서 모두 뛰어난 성능을 내는 '이중기능성 전기촉매' 기술로, 기존 백금 촉매를 대체할 수 있는 가능성을 제시했다.

연구팀은 'Ti₂S 전자화물'이라는 특별한 물질을 활용했다. 전자화물은 전자가 풍부해 반응이 빠르지만, 대부분 공기나 물에 닿으면 쉽게 분해되는 문제가 있었다.

그러나 연구팀이 만든 1차원 Ti₂S 전자화물은 공기 중에 노출되면 표면에 얇은 보호막이 스스로 표면을 보호해 쉽게 산화되지 않고 오랫동안 안정적으로 유지됐다.

이 신소재를 백금 나노입자 촉매의 지지체로 활용하자, 기존 상용 백금·탄소 촉매보다 수소 발생 반응과 산소 환원 반응 모두 높은 효율을 보였다. 아울러 장시간 사용에도 성능 저하가 거의 없었다.

김 교수는 "이번 연구는 공기 중에서도 안정적인 전자화물 소재를 개발한 첫 사례며, 기존 소재의 단점을 완전히 극복했다"며 "앞으로 수소 생산과 연료전지 기술의 상용화에 크게 기여할 것으로 기대한다"고 말했다.

한편 이번 연구는 한국연구재단의 나노 및 소재기술개발사업(도전형) 지원을 받아 수행됐으며, 지난달 에너지 분야 국제학술지 Carbon Energy에서 표지논문으로 선정됐다.

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