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. 김경문 감독, 한화와 작별… “최강한화 함성 영원히 못 잊어”
  2. 한화 허인서, 생애 첫 풀타임에 20홈런… 신인왕 정조준
  3. 가을 정취 물든 '국립수목원 3종 세트'… 어디로 가볼까
  4. 지금은 '축제 시즌'… 국내 축제, 세계 무대로 날아오른다
  5. 아산시, 항공사진-드론영상으로 최신 공간정보 구축
  1. 천안문화재단, 10월 한뼘 갤러리 공간지원사업 전시 개최
  2. 천안시, 가을철 진드기 매개 감염병 주의…예방수칙 준수 당부
  3. [사진] 가을 수놓은 '세종 한글축제' 현장 속으로
  4. 아산시의회, '탄소중립특별위원회' 활동 돌입
  5. 아산시, 위기아동 선제 보호 주력

헤드라인 뉴스


국정감사 중반전 충청 현안 조기 가시화 초당적 협력 시급

국정감사 중반전 충청 현안 조기 가시화 초당적 협력 시급

이재명 정부 2년차 국정감사가 중반으로 치닫고 있는 가운데 지역 현안 조기 가시화를 위한 충청 여야의 초당적 대응이 시급하다는 목소리가 높다. 행정수도 완성과 공공기관 2차 이전 등과 관련한 정부 당국자 발언이 속속 나오면서 이를 모멘텀으로 구체적 성과를 끌어내기 위한 이슈 파이팅이 필요해 보인다. 11일 정치권에 따르면 지난 6일부터 시작된 이재명 정부 2년 차 국감에서 충청권과 관련된 굵직한 현안에 대한 정부 당국자들의 발언이 이목을 끌었다. 강주엽 행정중심복합도시건설청장은 지난 7일 국회 국토교통위원회 국정감사에서 행정수도 완..

사람 몰리는 오월드, 적자는 눈덩이… 도시공사 새 사장, 해법 나올까
사람 몰리는 오월드, 적자는 눈덩이… 도시공사 새 사장, 해법 나올까

한글날인 10월 9일 대전 중구 사정동 오월드 입구에는 개장 전부터 200m가량의 긴 대기 행렬이 이어졌다. 가족 단위 방문객들이 몰리면서 주요 놀이기구마다 오후까지 긴 대기줄이 형성됐다. 이날만 1만 1311명, 이튿날인 10일에도 9822명이 방문하며 연휴 이틀간 2만 명이 넘는 인파가 몰렸다. 연휴 때마다 발 디딜 틈 없이 붐비는 모습과 달리 오월드의 경영 성적표는 적자에서 벗어나지 못하고 있다. 연간 관람객은 감소하고 영업적자는 2년 연속 100억 원을 넘어선 상황이다. 여기에 3300억 원 규모의 오월드 재창조 사업마저 전..

대덕구의회 파행에 구청장 단식 농성…민생 뒷전 의원들 "의정비는 인상"
대덕구의회 파행에 구청장 단식 농성…민생 뒷전 의원들 "의정비는 인상"

100일 넘게 이어진 여야 갈등으로 의장 선출조차 하지 못하고 있는 대전 대덕구의회의 파행 사태에 김찬술 대덕구청장이 12일부터 단식 투쟁에 돌입한다. 의회 원 구성 지연으로 주요 안건 29건이 계류되면서 직원 임금 체불과 주민 편의·복지시설 운영 차질 등 행정 공백이 현실화되자 구청장이 직접 단식이라는 강경 대응에 나선 것이다. 특히 내년도 본예산 심의까지 차질을 빚을 수 있다는 우려가 커지는 가운데, 정작 대덕구의회는 의정비 인상을 추진하고 있어 비판 여론이 더욱 거세질 전망이다. 11일 중도일보 취재결과, 김 청장은 12일 오..

실시간 뉴스

지난 기획시리즈

  • 정치

  • 경제

  • 사회

  • 문화

  • 오피니언

  • 사람들

  • 기획연재

포토뉴스

  • 대전 주말 축제 ‘북적북적’ 대전 주말 축제 ‘북적북적’

  • 모래판 위에서 펼쳐진 한판 승부 모래판 위에서 펼쳐진 한판 승부

  • 수확 앞둔 황금 들녘 수확 앞둔 황금 들녘

  • ‘와! 성공이다’ 대전샛 개발자들 누리호 발사 성공에 환호 ‘와! 성공이다’ 대전샛 개발자들 누리호 발사 성공에 환호