고분자 전해질 연료전지 상업적 활용 가능성 높여

화학·에너지 저명 학술지 '화학공학저널' 게재중앙대학교(총장 박상규)는 남인호 화학신소재공학부 교수(지능형에너지산업학과, 첨단소재공학과 겸임) 연구팀이 고분자 전해질 연료전지(PEMFC)에 적용 가능한 고효율 산소환원반응(ORR) 촉매를 개발하는 데 성공했다고 5일 밝혔다.

남인호 교수 연구팀은 최소한의 백금(Pt)을 사용해 고효율 산소환원반응 촉매의 활성을 최대화할 수 있는 이산화티탄(TiO2) 나노튜브 담지체를 개발했다.

이번에 개발한 백금-이산화티탄 나노튜브 촉매는 격자 구조 조정을 통해 기존 백금-탄소 촉매에 비해 더욱 높은 성능을 보이는 것이 장점이다. 특히 4000회 이상의 장기 구동 시에도 높은 내구성이 확보돼 상업적 수준에 근접한 고분자 전해질 연료전지용 촉매 개발의 기반을 확립했다는 평가를 받는다.

남인호 교수는 "담지체 내 금속 원자의 치환 방법을 활용해 나노튜브의 원자 구조를 정밀하게 제어함으로써 촉매 효율을 극대화했다"며 "양자역학 전산모사 연구를 실시해 담지체의 격자 구조 수축을 통해 성능이 높아지고 안정성이 최대화 될 수 있음을 규명했다"고 설명했다.

남인호 교수 연구팀이 한정우 포항공과대 교수팀과 공동으로 발표한 '백금·이산화티탄 결정구조의 격자수축제어를 통한 고효율 산소환원촉매 개발(Tunable nano-distribution of Pt on TiO2 nanotubes by atomic compression control for high-efficient oxygen reduction reaction)' 논문은 2021 인용 지수(Impact factor) 13.273을 기록한 화학·에너지 분야 저명 학술지 '화학공학저널(Chemical Engineering Journal)'에 8월 9일자로 온라인 게재됐다.