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. 경기 광주시, 환승부터 역동 개발까지 살핀다
  2. 연이틀 대전 도심서 흉기 난동 발생… 대사동서 60대 체포
  3. 해외 증권사 사칭해 현금·골드바 15억 가로챈 일당 검거
  4. 대전 가장교 시멘트 떨어짐 현상…시민들 안전 ‘위협’
  5. 광복절 앞두고 대전 폭주족 집중단속… 싸이카·암행차 집중 배치
  1. '마약퇴치 지자체 사업은 후순위?' 마약퇴치운동본부 위수탁계약 '논란'
  2. 최저 건보료 2만원 넘는데… 대전시 지원 기준은 18년째 ‘1만원’
  3. 대학혁신 재원 줄었지만… 한남대 사업비 23.6% 늘었다
  4. 광복 81주년 앞두고 대전서 5번째 황국신민서사비 확인
  5. 충청권 성장엔진 이달 말 윤곽…반도체·방산·바이오 담길까

헤드라인 뉴스


광복 81주년 앞두고 대전서 5번째 황국신민서사비 확인

광복 81주년 앞두고 대전서 5번째 황국신민서사비 확인

제81주년 광복절을 앞두고 대전에서 일제강점기 황국신민화 정책의 상징인 '황국신민서사비'가 또다시 확인됐다. 대전 유성구 성북동의 한 하천 제방을 이루는 석재로 사용된 채 발견됐는데, 회덕초 인근과 한밭교육박물관, 대전여고, 유성초에 이어 대전에서 확인된 5번째 황국신민서사비다. 특히 비석마다 발견 경위와 해방 이후 남겨진 모습이 제각각인 데다, 이번에는 수십 년간 하천 제방의 석재로 사용돼 온 사실까지 드러나면서 비석의 이동 경위와 보존 방안 등에 대한 조사 필요성도 커지고 있다. 13일 중도일보 취재에 따르면 대전 방동저수지 인..

행정수도 완성의 중대 분수령… 특별법 연내 제정 총력전 돌입
행정수도 완성의 중대 분수령… 특별법 연내 제정 총력전 돌입

세종시의 행정수도 완성을 위한 범국민적 연대 조직이 13일 공식 출범하며, 특별법 연내 제정을 향한 본격적인 행보가 시작됐다. 행정수도특별법 제정을 위한 범국민대책위원회는 이날 오전 9시부터 11시 30분까지 세종시청 여민실에서 창립대회와 출정식을 개최하고, 국가균형발전의 새로운 역사적 출발점을 알렸다. 이번 대책위 출범은 과거 헌법재판소의 위헌 결정 이후 오랜 기간 지속돼 온 소모적인 논란을 종식하고, 세종시를 명실상부한 대한민국 행정수도로 법제화하기 위해 마련됐다. 조상호 세종시장은 "행정수도 완성이 수도권 일극체제와 지방소멸..

혁신도시 5년째 `유치 0곳`…대전 당정 2차 공공기관 이전 사활
혁신도시 5년째 '유치 0곳'…대전 당정 2차 공공기관 이전 사활

정부의 2차 공공기관 이전 로드맵 발표가 내달로 전망되면서 전국적인 유치 경쟁이 본격화된 가운데 대전 당정도 유치전에 사활을 걸고 나섰다. 대전은 혁신도시 지정 5년이 지나도록 이전 기관이 전무한 '무늬만 혁신도시' 오명을 씻기 위해 그동안 과학기술·지식재산 분야 등 40개 후보기관에 대한 유치 활동을 벌여 왔다. 정부가 추가 공공기관 이전을 '5극 3특 균형발전 전략'과 연계할 방침인 만큼 이번 유치전이 인구 유입과 인재 채용을 넘어 지역 전략산업의 경쟁력을 높일 기회가 될 수 있어 치밀한 논리와 행동 전략을 앞세운 총력전이 요구..

실시간 뉴스

지난 기획시리즈

  • 정치

  • 경제

  • 사회

  • 문화

  • 오피니언

  • 사람들

  • 기획연재

포토뉴스

  • 백중사리 기간에 침수된 보령시 오천항 일대 백중사리 기간에 침수된 보령시 오천항 일대

  • ‘자동차 불법 튜닝 안됩니다’ ‘자동차 불법 튜닝 안됩니다’

  • 대전시-더불어민주당 대전시당 당정협의회 대전시-더불어민주당 대전시당 당정협의회

  • 대전 가장교 시멘트 떨어짐 현상…시민들 안전 ‘위협’ 대전 가장교 시멘트 떨어짐 현상…시민들 안전 ‘위협’