[월간수소경제 성재경 기자] 국내 연구진이 수소연료전지 수명을 획기적으로 늘릴 수 있는 기술을 개발했다.

한국과학기술연구원(KIST, 원장 윤석진)은 김진영 수소·연료전지연구센터 연구원, 김종민 물질구조제어연구센터 연구원이 정연식 한국과학기술원(KAIST) 교수와 20nm급 초미세 인쇄기술을 활용해 탄소를 사용하지 않는 새로운 백금 나노구조 전극을 개발했다고 지난 8일 밝혔다.

연구진은 안정적인 백금 촉매를 만들기 위해 쉽게 부식되는 탄소 입자를 사용하지 않고 인쇄공정을 여러 번 반복해 20nm급 백금 구조물을 적층하는 초미세 공정을 개발했다. 

개발 전극은 철골 건축물과 닮아 구조물 사이에 넓은 통로가 있다. 연료전지 내부 산소와 수소, 물의 이동이 원활해졌고, 두께도 기존 10분의 1 이하로 얇다.

상용 촉매 전극의 72% 성능이 감소하는 가혹 조건(5,000회 반복 구동)에서 연구진이 개발한 전극은 18% 성능만 감소했다. 내구성이 3배 이상 향상됐을 뿐만 아니라 연료전지 출력 또한 27%가량 향상되는 결과를 얻었다.

김진영 박사는 “초미세 인쇄기술을 통해 개발한 촉매는 전극 내구성과 성능을 획기적으로 향상시켜 수소연료전지의 경제성을 확보할 수 있다”고 말했다.

정연식 KAIST 교수는 “연료전지뿐만 아니라 촉매, 센서, 배터리 등 다양한 전기화학 응용 분야에서 활용을 기대한다”고 밝혔다.

이번 연구 결과는 국제 과학저널인 ‘사이언스 어드밴시스(Science Advances)’ 최신호에 게재됐다.