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. 역투 펼치는 한화이글스 새 외국인 투수 짐머맨
  2. 경주의 대표 관광지 '금장대'
  3. 숨통 튼 홈플러스…영업 정상화까진 '첩첩산중'
  4. 천안시의회 권오중 의원, 독립기념관 품은 흑성산 자락 대규모 수목장 조성 전면 재검토 촉구
  5. 닻 올린 유성 장대 A구역, 조합설립인가… 시공사 선정 등 후속 절차 진행
  1. [취임 인터뷰] 대전 역세권부터 빵타워까지…황인호표 동구 혁신 시동
  2. 신한철 전 중도일보 상무 별세
  3. 민선 9기 대전시 조직개편 추진... AI와 시민에 방점
  4. [오늘과내일] 가슴에 불 지르는 지방의회 원구성
  5. 천안시, 천흥2일반산단 승인·고시…북부권 첨단산업 클러스터 본격화

헤드라인 뉴스


1.1조원 `새빛가속기` 첫 삽… 오창, 국가첨단연구 거점 도약

1.1조원 '새빛가속기' 첫 삽… 오창, 국가첨단연구 거점 도약

국가 전략기술 경쟁력을 좌우할 초대형 연구시설인 한국새빛가속기(KLS) 건설이 충북 청주 오창에서 본격적으로 시작됐다. 첨단 연구장비를 국내에서 안정적으로 활용할 수 있는 기반이 마련되면서 반도체와 바이오, 이차전지 등 미래 산업의 연구개발 역량을 높이는 전환점이 될 것이라는 기대가 커지고 있다. 방사광가속기는 전자를 빛의 속도에 가깝게 가속해 만들어지는 강력한 방사광을 이용하는 연구시설이다. 원자 수준에서 물질의 구조와 특성을 분석할 수 있어 신소재 개발과 신약 연구, 반도체 공정 개선 등 첨단 산업 전반에서 활용되는 국가 핵심..

"상가 공실, 전국 최대 수준" 세종시, 민관 협력으로 해법 찾는다
"상가 공실, 전국 최대 수준" 세종시, 민관 협력으로 해법 찾는다

"전국 최대 수준의 공실률, 이로 인한 정주 여건 악화와 만족도 저하 우려." 민선 5기 세종시정에서 이 같은 문제를 해결하기 위한 민관 협력 기구와 정책 이행을 위한 추진단이 구성돼 본격적인 활동에 나설 전망이다. 단순히 상권 활성화를 위한 의견 수렴에 머물지 않고, 부서 간 벽을 허문 기구를 통해 의사 결정을 내린 뒤 현실화까지 동력을 끌어가겠다는 취지다. 27일 한국부동산원에 따르면 올해 1분기 기준 세종지역 일반상가 공실률은 21.5%로 전국에서 가장 높은 수준을 기록했다. 특히 이 가운데 중대형 상가(3층 이상 또는 연면적..

세종 찾은 김민석 "국회 완전 이전 불가피, AI 의사당으로"
세종 찾은 김민석 "국회 완전 이전 불가피, AI 의사당으로"

김민석 전 총리(더불어민주당)가 27일 세종시를 찾아 국회 완전 이전을 전제로 한 전 세계 유일의 'AI 의사당 건립' 필요성을 주장했다. 이날 오전 세종시청을 찾은 김 총리는 금주 당권 경쟁 본선 레이스 시작을 알리며 국가의 중원이자 중심인 충청권, 특히 세종에서 집권당의 첫 전대를 개시한다는 의미를 부각했다. 그는 여의도에 지역구를 둔 국회의원으로서 2033년 건립 예정인 국회 세종의사당의 완전 이전 필요성을 강조하고 나섰다. 분원 이전으로 국정 운영의 중심인 정부와 여의도 국회, 세종의사당으로 쪼개진다면, 과도한 행정 비효율을..

실시간 뉴스

지난 기획시리즈

  • 정치

  • 경제

  • 사회

  • 문화

  • 오피니언

  • 사람들

  • 기획연재

포토뉴스

  • 여름방학에 배우는 사자소학 여름방학에 배우는 사자소학

  • ‘덥다 더워’…쉴 새 없이 돌아가는 에어컨 실외기 ‘덥다 더워’…쉴 새 없이 돌아가는 에어컨 실외기

  • 역투 펼치는 한화이글스 새 외국인 투수 짐머맨 역투 펼치는 한화이글스 새 외국인 투수 짐머맨

  • ‘우린 더위 몰라요’…한화생명볼파크 썸머 페스티벌 ‘우린 더위 몰라요’…한화생명볼파크 썸머 페스티벌