개미산 연료전지 제작단가↓ 효율↑…새 촉매제 개발

포스텍 이진우 교수팀

이진우 교수

심종민

개미나 복숭아, 복분자, 쐐기풀 등에 함유돼 있는 '개미산'이 연료전지 전극으로 새롭게 태어났다. 연료전지의 장점인 효율과 안정성은 그대로 유지하면서 가격은 크게 낮춘 기술이라는 점에서 업계의 관심이 높다.

포스텍 화학공학과 이진우 교수와 박사과정 심종민 씨 등 연구팀은 여러 번의 정제 과정 없이 하나의 반응용기에 차례로 물질을 집어넣는 '원-포트 합성법'을 적용해 '개미산 연료전지'에 들어가는 새로운 촉매제인 PtPb(백금으로 만든 화학물) 물질을 개발해냈다고 나노 분야의 세계적 권위지 'ACS Nano'를 통해 1일 밝혔다.

연구팀은 개미산이 산화반응 속도가 빠르고 상온에서도 반응한다는 특성을 활용해 연료전지용 촉매 개발에 뛰어들었다. 기존 연구에서도 개미산은 메탄올 연료전지보다 우수한 액체연료전지의 연료로 각광 받아왔다. 하지만 여기에 활용되는 촉매가 백금이나 팔라듐이라는 점에서 생산원가가 높고, 반응과정에서 일산화탄소가 생성돼 '피독'에 의한 안정성이 떨어지는 문제점을 안고 있었다.

연구팀은 이를 해결하기 위해 새로운 촉매제인 PtPb를 개발, '개미산 연료전지'의 제작단가는 낮추고 효율은 높이는 데 성공했다. 이 촉매제는 최대 단전지 출력밀도가 백금의 무게당 480㎽로, 기존 촉매보다 300% 이상 높은 성능을 보이고 있다.

한편 연료전지는 최근 스마트폰, 태블릿PC 등 휴대용 전자기기 사용 증가와 고출력 휴대용 전화에 대한 높은 수요를 업고 기존 2차 전지를 대체할 수 있는 기술로 각광받고 있다.

포항'박승혁기자 psh@msnet.co.kr

※개미산(포름산)=개미나 쐐기풀 등에 함유돼 있는 지방산의 하나로 1670년 S. 피셔가 개미를 증류해서 처음 얻었다고 해 이름을 붙였다.

※피독=연료의 산화반응 과정에서 생성된 중간 생성물이 촉매의 활성을 방해하는 것을 의미한다.