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. 민주평통 대전 동구협, 한반도 평화공존 대내외 정책 모색
  2. 세종시 '상권' 고립무원…새로운 미래 없나
  3. 대전진보교육감 단일화기구 시민회의 "맹수석·정상신 단일화 방해 즉각 중단하라"
  4. 대전 진보교육감 단일화 미참여 맹수석·정상신 후보 "단일화 멈춰야"
  5. “예술 감수성에 AI를 입히다” 목원대 ‘실감형 콘텐츠 혁신 허브’로 뛴다
  1. ‘저희 동아리가 만든 자동차랍니다’
  2. 석유 사재기·암표상 집중 단속… 민생물가 교란 범죄 뿌리 뽑힐까
  3. [사설] '차기 총선 통합론' 더 현실적 대안인가
  4. 345㎸ 입지선정위 논의 3개월 남아… 지역사회 우려 해소는 '제자리'
  5. [세상읽기]'대전 3·8민주의거' 그 날의 외침

헤드라인 뉴스


대전·세종·충남 중동전쟁 수출피해 中企 11곳 `전국 7곳 중 1곳 달해`

대전·세종·충남 중동전쟁 수출피해 中企 11곳 '전국 7곳 중 1곳 달해'

미국·이스라엘과 이란 간 전쟁이 2주째에 접어들면서 대전·세종·충남지역 수출 기업들의 피해가 속출하고 있는 것으로 나타났다. 호르무즈 해협 봉쇄에 따른 해상과 상공이 동시에 막히면서 운임 상승 등 물류·공급망의 애로가 커지고 있기 때문이다. 12일 대전·세종지방중소벤처기업청 수출지원센터 등에 따르면 중소벤처기업부가 지난달 28일부터 전국 중소기업 피해·애로 사례를 조사한 결과 지역의 피해 사례는 총 11건(대전 1건, 세종 2건, 충남 8건)이 접수됐다. 전국 피해신고 건수는 76건이다. 먼저 3건의 피해가 접수된 대전·세종 수출기..

지난해 대전 고교생 한 명당 월평균 사교육비 76만 원 썼다
지난해 대전 고교생 한 명당 월평균 사교육비 76만 원 썼다

지난해 대전 지역 초중고 학생 사교육비를 조사한 결과, 학원 수강 등 사교육에 참여하는 고교생 한 명당 월평균 76만 원을 지출하는 것으로 나타났다. 세종은 중학생 사교육비가 전국 평균보다 높았으며, 사교육 참여율도 서울권 다음으로 가장 많은 것으로 조사됐다. 전국적으로 사교육 참여율은 전년보다 감소했으나, 참여 학생들의 지출 비용은 증가해 사교육비 부담만 커졌다는 분석이 나온다. 12일 교육부와 국가데이터처가 발표한 '2025년 초중고 사교육비 조사 결과'에 따르면, 충청권 4개 시도 사교육 참여 학생 1인당 월평균 지출비용은 대..

20년 숙원 해결 기대감 높였던 대전역세권 복합 2구역, 아직 첫 삽 못떠
20년 숙원 해결 기대감 높였던 대전역세권 복합 2구역, 아직 첫 삽 못떠

시행사가 사업설명회까지 열면서 착공의 기대감을 높였던 대전 역세권 복합2구역 개발 사업이 첫 삽을 뜨지 않으면서 시민들의 불신이 커지고 있다. 더욱이 중동분쟁으로 경제 위기감이 고조되고, 6월 지방선거를 앞두고 있어 착공이 계속 지연되는 것 아니냐는 우려가 나오고 있다. 12일 대전시와 지역 건설업계 등에 따르면 올해 2월 예정이었던 대전 역세권 복합2구역의 착공이 연기됐다. 대전역세권개발의 핵심 사업인 복합2구역 사업은 대전역 동광장 주변 2만8391㎡ 부지에 1184가구 공동주택과 호텔·컨벤션·업무·판매시설을 집약하는 초고층 복..

실시간 뉴스

지난 기획시리즈

  • 정치

  • 경제

  • 사회

  • 문화

  • 오피니언

  • 사람들

  • 기획연재

포토뉴스

  • 반갑다 야구야! 반갑다 야구야!

  • 내가 최강소방관 내가 최강소방관

  • ‘저희 동아리가 만든 자동차랍니다’ ‘저희 동아리가 만든 자동차랍니다’

  • 개학기 등하굣길 ‘안전하게’ 개학기 등하굣길 ‘안전하게’