주상훈 교수팀, ‘금속간화합물 나노 프레임’ 촉매 최초 구현

금속간화합물 나노 프레임 촉매의 전자현미경 사진./UNIST 제공

울산과학기술원(UNIST)은 주상훈 화학과 교수 연구팀이 수소 연료전지용 ‘금속간화합물 나노 프레임’ 촉매를 최초로 개발했다고 6일 밝혔다. 수소차의 성능과 가격 경쟁력을 높일 것으로 기대된다.

수소차의 엔진인 수소 연료전지는 전기 생산 화학반응의 효율을 높여주는 촉매를 필요로 한다. 현재 귀금속 백금을 이용하고 있지만 수소차의 상용화를 위해서는 더 저렴한 촉매가 필요한 상황이다.

여러 금속으로 이뤄진 ‘금속간화합물’ 촉매가 그 대안으로 꼽히고 있지만, 제조 공정 과정에서 금속 입자들이 서로 뭉치는 문제가 있다. 촉매는 표면적이 넓을수록 성능이 높아지기 때문에 입자들의 뭉침 현상을 최소화해야 한다.

연구팀은 나노미터(nm·10억분의 1미터) 크기의 구조체(프레임)와 금속간화합물을 융합한 새로운 촉매를 선보였다. 가운데가 뚫린 형태의 나노 구조체가 뼈대 역할을 함으로써 금속 입자들은 서로 뭉치지 않고 고정될 수 있다.

연구팀은 실험을 통해 백금 기반의 촉매보다 성능이 우수하고, 1만번 사용할 경우 기존보다 더 높은 성능을 보존해 내구성도 입증했다고 밝혔다.

연구성과는 국제 학술지 ‘나노 레터스(Nano Letters)’에 지난달 22일 게재됐다.

김윤수 기자(kysme@chosunbiz.com)

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