[천지일보 천안=박주환 기자] 한국기술교육대학교(한기대)는 에너지신소재화학공학부 최순목 교수 연구팀이 수소전기차 연료전지의 촉매 지지체용 고내구성 신소재를 개발했다고 15일 밝혔다.
연료전지(Fuel Cells)란 수소와 산소의 전기 화학반응으로 발생한 전기를 이용하는 친환경 에너지 시스템으로 수소전기차인 넥쏘에 적용됐다.
촉매 지지체는 수소전기차용 연료전지의 전기 화학반응에서 사용되는 백금(Pt) 촉매를 지지하면서 전극의 역할을 하는 핵심 나노소재를 말한다. 촉매 지지체를 사용하지 않으면 백금 사용량이 급격히 증가하므로 견고한 지지체의 사용은 매우 중요하다.
현재 사용되는 탄소(C) 지지체보다 고온 내구성이 우수한 탄화규소(SiC) 소재를 전극 지지체에 적용하려는 연구가 시도됐지만 탄소 대비 낮은 전기전도도로 인해 어려움이 있었다.
최순목 교수 연구팀은 탄화규소 지지체 표면에 그래핀(graphene)을 코팅해 전기전도성을 향상하는 기술을 개발했다.
이 공정에서 연구팀은 한기대 교내 까페에서 버려지는 커피 찌꺼기를 그래핀 코팅층의 원재료로 활용하는 자원순환형 원천기술을 개발했다. 친환경적이고 경제적인 코팅기술을 개발한 것으로 특허 등록도 마친 상태다.
연구팀은 수소전기차용 연료전지 전문 연구기관인 세라믹기술원과 공동연구를 진행, 그래핀 코팅된 탄화규소 지지체를 적용한 연료전지가 기존의 탄소 지지체를 활용한 연료전지에 비해 3배 이상의 내구성이 향상된 결과를 얻었다.
이번 연구는 한국연구재단 중견연구자 지원 사업의 지원을 받았다. 미국화학회에서 발간하는 에이씨에스 어플라이드 에너지 머터리얼스(ACS Applied Energy Materials) 4월호(온라인) 표지논문으로 등재됐다.
연구책임자인 최 교수는 “상용차용 수소전지는 승용차용 수소전지보다 더 강화된 내구성이 요구되는 분야”라며 “이번에 개발된 기술은 내구성 확보뿐만 아니라 원재료부터 코팅 기술까지 저비용 공정으로 개발된 자원순환형 기술이기에 더 강점이 있다”고 말했다.