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. 촉법소년 연령 하향 논의 본격화… 대전 편의점 절도 사건 재조명
  2. 정상신 대전교육감 예비후보 "무기력한 대전교육… 잘할 것이란 주변 기대에 재도전 결심"
  3. 대전·충남서 갑자기 내린 폭설… 가로수 부러져 길 막기도
  4. 李대통령 "대전충남 통합 공감없이 강행안돼" 사실상 무산
  5. 건양대 웰다잉·웰에이징 전문인력 125명 양성…"통합된 형태의 지원체계 필요"
  1. 봄 시샘하는 폭설
  2. [문예공론] 유상란 시인의 시 '어느 날 문득'에 내재된 삶의 궤적
  3. [중도시평] 아날로그 정서는 시대적 역행일까?
  4. 대전 학교 배움터지킴이 88명 추가 선발 배치… 자원봉사자 신분 한계 여전
  5. [춘하추동] 소는 누가 키우나

헤드라인 뉴스


무산수순 대전·충남 행정통합…與野 극적인 정치적 합의 나올까

무산수순 대전·충남 행정통합…與野 극적인 정치적 합의 나올까

대전·충남 행정통합이 결국 국회 법사위에서 제동이 걸리며 사실상 무산 수순을 밟고 있는 가운데 충청 여야의 통 큰 정치적 타결로 극적인 활로를 찾을 수 있을지 주목된다. 똑같이 법사위에서 발목 잡힌 대구 경북이 3월 초 본회의에 올리기 위해 총력전을 벌이는 것과 같은 움직임을 대전 충남에서도 보인다면 통합 재추진을 위한 일말의 가능성은 살아난다. 하지만, 이재명 대통령이 이미 대전 충남을 향해 "공감 없는 통합은 안된다"고 쐐기를 박은 데다 충청 여야의 입장차가 워낙 커 현재로선 실현 가능성은 크지 않아 보인다. 25일 정치권에 따..

김 총리, `세종시 지원위` 재가동…행정수도 실행력 주목
김 총리, '세종시 지원위' 재가동…행정수도 실행력 주목

김민석 국무총리가 25일 첫 세종시 지원위원회(31차)를 주재하면서, 행정수도 완성에 한층 힘이 실릴 것이란 기대를 모은다. 김 총리는 이날 오전 9시부터 어진동 정부세종청사 3층 영상회의실에서 세종시 지원위원회를 열고, 주요 안건에 대한 논의를 진행했다. 민간위원으로는 국토연구원의 차미숙 박사, 서울시립대 이희정 교수, 산업연구원의 김정흥 박사, 충남대 박수정 교수, 한밭대 백수정 교수, 세종테크노파크 소재문 디지털융합센터장, 신아시아 산학관 협력기구의 이시희 위원이 참여했다. 정부부처 위원으로는 국무조정실을 비롯해 행정안전부,..

코스피 사상 첫 `6000피` 돌파…투자 열기 `후끈`
코스피 사상 첫 '6000피' 돌파…투자 열기 '후끈'

코스피 지수가 5000포인트를 넘은 지 한 달여 만에 6000대를 돌파하며 새 역사를 썼다. 25일 한국거래소에 따르면 이날 코스피 지수는 전장 대비 114.22포인트(1.91%) 오른 6083.86으로 거래를 마쳤다. 올해 1월 22일 장중 5019.54로 '5천피'을 넘어선 지 불과 한 달여 만에 1000포인트 넘게 오르며 '6천피'(코스피 6000포인트)를 달성한 것이다. 지수를 끌어올린 건 기관과 개인의 매수세다. 기관은 이날 9017억 원, 개인은 2215억 원을 각각 순매수하면서다. 다만, 외국인은 1조 3019억 원을..

실시간 뉴스

지난 기획시리즈

  • 정치

  • 경제

  • 사회

  • 문화

  • 오피니언

  • 사람들

  • 기획연재

포토뉴스

  • 장 담그기 가장 좋은 시기 장 담그기 가장 좋은 시기

  • 민주당 대전시당, 대전·충남 행정통합 무산 책임 국민의힘 규탄 민주당 대전시당, 대전·충남 행정통합 무산 책임 국민의힘 규탄

  • 3월부터 여권발급 수수료 2000원 인상 3월부터 여권발급 수수료 2000원 인상

  • 봄 시샘하는 폭설 봄 시샘하는 폭설