같은 양 백금 사용해 수소차 성능 2배 높였다
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국내 연구진이 친환경 자동차인 '수소전기차'의 성능을 두 배 높이는 기술을 개발했다.
고려대는 심준형 기계공학과 교수 연구팀(서범근 박사과정 연구원)이 같은 양의 백금 촉매로 연료전지 성능을 2배 이상 높이는 기술을 개발했다고 21일 밝혔다.
심 교수는 "같은 양의 백금으로 성능을 2배 높이면 수소차 스택 가격을 30% 이상 절감할 수 있다"며 "수소차와 연료전지 상용화에 큰 도움이 될 것"이라고 말했다.
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국내 연구진이 친환경 자동차인 ‘수소전기차’의 성능을 두 배 높이는 기술을 개발했다.
수소전기차는 ‘폴리머 전해질 연료전지(PEMFC)’에서 수소를 전기로 바꿔 에너지를 생성한다. PEMFC는 고가의 백금 촉매를 다량으로 사용하기 때문에 수소차를 대규모 상용화하는 데 한계가 있다.
고려대는 심준형 기계공학과 교수 연구팀(서범근 박사과정 연구원)이 같은 양의 백금 촉매로 연료전지 성능을 2배 이상 높이는 기술을 개발했다고 21일 밝혔다. 활성도가 높은 세륨 산화물을 백금 지지체에 코팅해 촉매 성능과 PEMFC 출력을 높였다.
수소차 생산 원가의 40%는 연료전지 스택이 차지하고 있다. 스택 원가의 절반 이상은 촉매 관련 비용이다. 수소차 촉매로 쓰이는 백금은 완벽하게 대체할 수 있는 물질 개발이 거의 불가능한 것으로 알려져 있어 백금 사용을 줄이거나 최소한의 백금으로 성능을 극대화하는 게 수소차 대규모 상용화의 관건이었다.
연구팀은 백금에 세륨 산화물을 비진공 에어로졸 공정으로 코팅 처리했다. 이를 통해 전기화학 활성도가 2배 이상 높아졌고 이 방식으로 제작된 연료전지는 출력이 1.5배 이상 향상됐다.
산화물 처리 과정이 연료전지의 내구성에는 큰 영향을 미치지 않는다는 점도 확인했다. 연구팀은 연료전지의 장기 내구성을 검증하기 위해 연료전지 구동 환경에서 표준 가속 노화 시험 3만 사이클 이상을 수행했다.
심 교수는 “같은 양의 백금으로 성능을 2배 높이면 수소차 스택 가격을 30% 이상 절감할 수 있다”며 “수소차와 연료전지 상용화에 큰 도움이 될 것”이라고 말했다. 연구팀 논문은 미국화학학회 저널 ‘ACS 지속 가능 화학 & 엔지니어링’ 최신호 표지 논문으로 실렸다.
[문세영 기자 moon09@donga.com]
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