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. 대전경찰청, 청내 159대 주차타워 완공 후 운영시작
  2. 용역노동자 시절보다 월급 줄어드나… ADD 시설관리노동자들 무슨 일
  3. 대전교육감 예비후보 등록 시작… 첫날 5명 서류 접수
  4. 대전·충남 통합 추진에 지역대 지원 정책 방향도 오리무중
  5. '대전특별시' 약칭에 충남지역 반발
  1. 김지철 충남교육감 "민주당 발 행정통합특별법 조속한 보완 필요"
  2. 재료연 세라믹 분리막 표면 제어하는 소재 기술 개발로 수처리 한계 개선
  3. 6.3지선 예비후보자 등록, 양승조 충남도백(道伯) 도전
  4. 충남도의회 제363회 임시회 폐회… 올해 주요업무 계획 모색
  5. 입춘에도 춥다… 일교차로 인한 빙판사고 주의보는 계속

헤드라인 뉴스


대통령실·국회의 완전한 이전...어게인 `여·야 합의` 이를까

대통령실·국회의 완전한 이전...어게인 '여·야 합의' 이를까

대통령 집무실과 국회의 완전한 세종시 이전 가능성이 지방선거 국면에서 한층 무르익고 있다. 이재명 정부의 '행정수도 완성' 의지와 국정과제 채택에 이어 국민의힘 장동혁 대표가 대한민국 공통의 과제인 수도 이전에 힘을 다시 실으면서다. '대통령 집무실법(행복도시건설특별법)과 국회 세종의사당법(국회법)'이 통과된 2022년과 2023년의 어게인 '여·야 합의' 기대감을 높이고 있다. 앞선 지난해 12월 더불어민주당 복기왕(충남 아산시갑)·국민의힘 엄태영(충북 제천·단양) 의원이 행정수도특별법을 공동 발의한 흐름도 이와 궤를 같이 한다...

행정통합 거세지는 충청홀대론…黨政 대책마련 주목
행정통합 거세지는 충청홀대론…黨政 대책마련 주목

더불어민주당 대전충남 행정통합법안과 관련해 불거진 충청홀대론이 성난 지역 민심을 등에 업고 국회 심사과정에서 정부 여당의 기류 변화를 불러올지 주목된다. 자치 재정과 권한 등에서 광주·전남 통합법안과 비교해 크게 못미치면서 불거진 형평성 문제를 당정이 어떻게 풀어가느냐에 관심이 쏠린다. 이와 함께 지역 간 차별 논란을 지우고 '지방 분권'이라는 본질을 찾는 행정통합 법안 설계 변경을 위한 3개 통합지역 간 연대 필요성도 커지고 있다. 충남도와 대전시는 행정통합에 대한 시·도민의 의견을 수렴하는 타운홀 미팅을 각각 4일과 6일 개최했..

이재명 대통령 설 명절 선물에 담긴 ‘5극 3특’의 집밥 재료들
이재명 대통령 설 명절 선물에 담긴 ‘5극 3특’의 집밥 재료들

2026년 설 명절을 앞두고 이재명 대통령이 국가균형성장의 핵심정책인 ‘5극 3특’에서 생산한 집밥 재료를 담은 선물을 각계각층에 보냈다. 청와대는 “편안한 집밥이 일상이 되는 진짜 대한민국을 만들겠다는 대통령의 의지를 담은 그릇·수저 세트와 5극 3특 권역의 특색을 반영한 집밥 재료로 구성했다”고 4일 밝혔다. 특별 제작된 그릇·수저 세트에는 편안한 집밥이 일상이 되고 소박하지만 따뜻한 한 끼가 국민 모두의 삶에 평온과 위로가 되길 바라는 대통령의 의지를 담았다. 집밥 재료는 밥의 기본이 되는 쌀(대경권, 대구 달성)과 떡국 떡(..

실시간 뉴스

지난 기획시리즈

  • 정치

  • 경제

  • 사회

  • 문화

  • 오피니언

  • 사람들

  • 기획연재

포토뉴스

  • 초미세먼지에 갇힌 대전 도심 초미세먼지에 갇힌 대전 도심

  • 단속 무시한 건축 폐기물 무단 투기 단속 무시한 건축 폐기물 무단 투기

  • ‘봄이 왔어요’ ‘봄이 왔어요’

  • 제9회 전국동시지방선거 예비후보 등록 시작 제9회 전국동시지방선거 예비후보 등록 시작