UNIST(유니스트·총장 이용훈)는 에너지화학공학과 김건태 교수 연구팀이 고성능 복합 '용출' 촉매를 개발했다고 12일 밝혔다.
'용출'은 촉매 입자 내부의 금속 나노입자가 표면으로 올라오는 현상이다. 표면으로 올라온 철 나노입자는 촉매 성능을 높이고, 촉매끼리 뭉치는 문제도 막는 역할을 한다.
연료전지는 수소나 탄화수소만으로 물과 전기를 만드는 친환경 발전장치다. 그 중 고체산화물 연료전지는 생산이 까다로운 수소 대신 탄화수소를 바로 쓸 수 있고, 발생된 폐열도 재활용할 수 있는 장점이 있다.
이 연료전지의 탄화수소와 산소 간 화학반응을 촉진하는 촉매가 성능을 결정하기 때문에, 고성능 촉매 개발이 필수적이다.
김 교수팀은 기존 용출 촉매 대비 철 나노 입자가 촉매 표면에 더 작고 균일하게 올라올 수 있는 촉매를 개발했다. 고성능 철 용출 촉매를 만드는 최적의 원소와 원소간 비율을 계산 모델링으로 알아낸 덕분이다.
김건태 교수는 "환원 분위기(산소가 부족한 환경)에서 페로브스카이트 산화물의 상전이에 영향을 주는 주요 요인을 최초로 발견해 고성능 촉매를 개발할 수 있었다"며 "이번에 개발된 용출 촉매는 연료전지뿐만 아니라 합성 가스를 생산하는 전해전지 등에도 응용할 수 있을 것"이라고 기대했다.
POSTECH(포스텍) 한정우 교수팀, 금오공대 최시혁 교수팀이 참여한 이번 연구는 저명 국제 학술지인 네이처 커뮤니케이션즈(Nature Communications) 11월 24일자 온라인 판에 공개됐다. 이번 연구는 산업통상자원부와 한국연구재단의 지원으로 수행됐다.
KPI뉴스 / 박동욱 기자 pku24@kpinews.kr
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