충남대 정남기교수 연구팀 유무기 하이브리드 코어-쉘 촉매기술 개발

  • 사회/교육
  • 교육/시험

충남대 정남기교수 연구팀 유무기 하이브리드 코어-쉘 촉매기술 개발

수소전기차 연료전지 수명 극대화

  • 승인 2019-08-15 10:06
  • 김유진 기자김유진 기자
논문 대표 이미지-1
논문 대표 이미지
유성종 박사
유성종 박사
정남기 교수
정남기 교수
충남대 에너지과학기술대학원(GEST) 정남기 교수(교신저자) 연구팀은 한국과학기술연구원(KIST) 유성종 박사(공동 교신저자) 연구팀과의 공동연구를 통해 수소전기차 시동끔/시동켬 (shut-dwon/start-up) 시 연료전지의 수명 극대화를 위한 유무기 하이브리드 코어-쉘 촉매 기술을 개발해 응용재료 분야 최고 저널 중 하나인 'ACS Applied Materials & Interfaces'(IF 8.456, 분야별 SCI 상위 10%, 8월 7일자)에 발표했다.

수소전기차의 시동을 끄면 공기극 내 산소가 고분자막을 통해 연료극으로 이동하거나, 연료극으로의 외부 공기 직접 유입으로 인해 수소 만이 존재 해야 하는 연료극에 공기가 공존하게 된다. 이 때, 다시 시동을 켜면 수소가 연료극에 공급되면서 국부적으로 백금 촉매 표면에서 수소와 산소의 경계면이 형성된다. 이처럼 연료극에 존재하는 산소로 인해 의도치 않은 산소환원반응이 연료극에서 발생하여 시스템 내 역전류 현상을 유발하고, 결과적으로 공기극의 전위를 약 1.5 V까지 증가시켜 공기극 촉매층의 심각한 열화를 초래한다.



정남기 교수와 유성종 박사 공동 연구팀은 기존의 접근법에서 탈피해 시스템 내 역전류 발생의 근본 원인이 되는 연료극 촉매의 표면 구조 제어를 통해 위 문제를 해결하려고 노력했다. 먼저, 백금 촉매의 표면에 molecular sieve (분자체) 역할을 할 수 있는 다공성 탄소 쉘이 코팅된 백금 코어-탄소 쉘 나노 촉매 구조를 설계하고, 탄소 쉘의 나노 기공 크기 및 결정성을 효과적으로 제어하는데 성공했다. 이를 통해 연료극 내에서 수소/산소 경계면이 형성되더라도 산소 투과를 효과적으로 억제하면서 동시에 선택적 수소 산화 반응이 가능한 신개념 하이브리드 코어-쉘 촉매를 개발했고, 연료전지 열화 테스트를 통해 역전류 현상 방지 효과를 명확히 확인할 수 있었다.

연구팀은 "본 연구에서 제안한 신개념 연료극 촉매 구조는 수소전기차용 연료전지 기술을 한단계 앞당기는 핵심원천기술이 될 것이며, 수소연료전지 연구 분야 및 관련 산업에서 중요한 기술적 돌파구를 제공할 것으로 기대된다"고 말했다.
김유진 기자 1226yujin@



중도일보(www.joongdo.co.kr), 무단전재 및 수집, 재배포 금지

기자의 다른기사 보기

랭킹뉴스

  1. 홈플러스 문화점 결국 폐점... 1월 급여와 설 상여금도 밀린다
  2. 서산지청서 벌금 내부횡령 발생해 대전지검 조사 착수
  3. 총경 승진도 저조한데 경정 이하 승진도 적어… 충남경찰 사기저하·인력난 심각
  4. 16억 전세금 갖고 해외도피한 50대, 경찰 추적 2년만에 검거
  5. 대전동부서, 어르신 대상 '2026 달라지는 도로교통법' 설명나서
  1. 대전시, 16일 6시부터 초미세먼지 고농도 비상저감조치 발령
  2. "대전·충남 통합 때 권역별 인사교류" 장동혁 발언에… 교육계 "통합 취지 무색" 반발 여전
  3. 꿈돌이 호두과자 3호점 개소... 관광 핵심 거점 기대
  4. 충돌 후 전복된 차량에서 2명 구조한 32사단 김은광 상사 '칭찬혼쭐'
  5. 건양대, 외국인 유학생 전용 조리공간 개소

헤드라인 뉴스


"통합시 4년간 20조 지원, 서울시 준하는 지위 부여"

"통합시 4년간 20조 지원, 서울시 준하는 지위 부여"

정부가 대전·충남 통합 시 4년간 최대 20조 재정지원, 서울특별시에 준하는 위상과 지위 부여, 2차 공공기관 이전 우대 등 인센티브 지원을 약속했다. 김민석 국무총리를 비롯해 이형일 재정경제부 차관, 최은옥 교육부 차관, 김민재 행정안전부 차관, 문신학 산업부 차관, 홍지선 국토교통부 차관, 임기근 기획예산처 차관은 16일 정부서울청사에서 합동 브리핑을 개최하고 '광역 지방정부 간 행정통합시 부여되는 인센티브안'을 발표했다. 김 총리는 "정부는 대한민국의 재도약을 위해 '수도권 중심 성장'에서 '지방 주도 성장'으로의 대전환을 올..

3년 새 인구 두 배… 청주 오송, 산업도시 넘어 정주도시로
3년 새 인구 두 배… 청주 오송, 산업도시 넘어 정주도시로

청주 오송 인구가 가파르게 상승하고 있다. 전국 유일의 KTX 철도분기역을 품은 청주 오송읍이 첨단 바이오산업 육성과 함께 생활 인프라 확충에 속도를 내며 살기 좋은 정주도시로 급성장하고 있다. 오송의 인구는 2022년 말 2만4862명에서 2025년 12월 기준 4만9169명으로 3년 만에 두 배 가까이 늘어났다. 최근 1년 새 청주시 내에서 가장 큰 폭의 인구 증가를 기록한 지역도 오송이다. 청주시는 다양한 세대가 정착해 살기 좋은 환경을 만들기 위해 생활환경 전반에 걸친 정주여건 개선 정책을 속도감 있게 추진하고 있다. 시는..

세종 올 3000억 규모 한글문화단지 기반 다진다
세종 올 3000억 규모 한글문화단지 기반 다진다

세종시가 한글 문화도시 정체성과 위상을 더욱 확고히 한다. 올해는 3000억 원 규모의 한글 문화단지 조성 발판을 마련하고, 2027 국제비엔날레 성공 개최를 위한 '한글미술관' 건립을 통해 한글의 세계화와 산업화 기반을 다지겠다는 포부를 밝혔다. 남궁호 세종시 문화체육관광국장은 15일 기자회견을 통해 이 같은 내용의 업무계획을 발표하고, '풍요와 품격이 있는 문화·체육·관광도시' 도약을 위한 비전을 제시했다. 이를 실현하기 위한 4대 핵심과제로 ▲시민과 함께하는 문화예술도시 기반 조성 ▲한글문화 중심도시 도약 ▲체육·관광 인프라..

실시간 뉴스

지난 기획시리즈

  • 정치

  • 경제

  • 사회

  • 문화

  • 오피니언

  • 사람들

  • 기획연재

포토뉴스

  • 충청권 ‘초미세먼지 예비저감조치` 발령 충청권 ‘초미세먼지 예비저감조치' 발령

  • 노인복지센터에 울려퍼지는 하모니 노인복지센터에 울려퍼지는 하모니

  • ‘겨울철 화재 조심하세요’ ‘겨울철 화재 조심하세요’

  • 이장우 대전시장 만난 장동혁 대표 이장우 대전시장 만난 장동혁 대표