UNIST·사우디 KAUST 연구팀, 높은 안정성·대면적화 가능

기존 촉매 전극의 한계를 극복해 그린수소를 더 저렴하게 대량 생산할 수 있는 탄소섬유 전국이 개발됐다.

22일 울산과학기술원(UNIST)에 따르면 신소재공학과 채한기 교수팀, 에너지화학공학과 백종범 교수팀은 사우디아라비아 킹압둘라과학기술대(KAUST) 자페르 야부즈 교수팀과 함께 고기능성 촉매가 부착된 탄소섬유 전극을 만들었다.

연구팀은 잘 떨어지는 파우더형 촉매 대신 탄소섬유 형태의 촉매를 사용해 큰 면적에서도 안정적으로 구동할 수 있게 했다. 또 화학적 촉매로 값비싼 백금 대신 루테늄을 사용해 같은 성능을 유지하면서 제조 가격을 대폭 낮췄다.

특히 상용화된 백금 파우더형 촉매가 1만번 작동 후 과전압이 6배 증가한 반면 개발된 전극은 6.5%의 낮은 과전압 증가율을 나타냈다. 100배 더 긴 시간 동안 안정적으로 사용할 수 있다고 연구팀은 설명했다.

채한기 교수는 “탄소섬유 고유의 뛰어난 기계적, 전기적 특성을 활용했다”며 “추후 탄소섬유가 다재다능한 전기화학 반응 소재로 활용될 수 있는 길을 열었다”고 말했다.

연구 결과는 화학 분야 국제 학술지인 ‘미국화학회지’(JACS) 표지 논문으로 선정돼 지난 15일 정식 출판됐다. 연구팀은 관련 특허와 PCT(특허협력조약) 출원도 완료했다.

연구는 과학기술정보통신부와 교육부가 지원하고 한국연구재단이 주관하는 중견연구자지원사업, 리더연구자지원사업을 통해 이뤄졌다.