화석연료를 대체할 새로운 에너지원 중 하나로 수소가 떠오르고 있어요. 수소는 산소와 반응해 에너지를 발생시키면서 오직 물만 형성하기 때문인데요. 이런 점에서 수소연료전지는 대기공해와 소음공해 없이, 내연기관과 비슷한 주행거리를 확보할 수 있다는 경쟁력이 장점입니다.
하지만 전극촉매로 사용되는 백금 가격이 비싸 상용화에 어려움을 겪고 있어요. 이에 따라 연료전지의 촉매 연구는 백금의 사용량을 줄이거나 아예 배제하는 방향으로 진행되고 있죠. 백금과 비귀금속의 합금 촉매 혹은 완전 비귀금속 기반의 촉매를 개발하는 방법이 대표적인데요. 두 방법 모두 연료전지의 정격 용량을 감소시켜 방전을 재촉한다는 한계를 갖습니다.
업계와 학계가 이러한 문제로 골머리를 앓던 중 KAIST 조은애 교수 연구팀에서 낭보를 전했습니다. 백금 사용량을 90% 줄이면서 수명은 2배 향상시킨 촉매 개발에 성공했는데요.
연구팀은 백금-니켈(PtNi) 합금 촉매에 갈륨(Ga)을 더해 활성을 높였다고 합니다. 뿐만 아니라 니켈의 용출, 즉 금속 혼합물 따위에 열이 가해져 분리되는 현상을 막아 내구성도 높일 수 있었는데요. 실제 연료전지에서도 동일한 효과가 나타나 이후 상용화에 크게 기여할 것으로 보입니다.
조은애 교수는 <이웃집과학자>와의 인터뷰에서 "이론적 예측이 어려워 실험적으로 스크리닝하는 과정이 까다로웠지만 좋은 결과로 마무리 할 수 있었다"며, "촉매에 대한 기본적 평가는 끝난 상태로, 실제 자동차 환경에서 필드 테스트를 진행할 예정"이라고 후속 연구 계획을 밝혔습니다.