수소차 '연료전지' 내구성 175배 높였다

[아시아경제 황준호 기자] 국내 연구진이 수소전기차의 연료전지에서 발생하는 역전압 현상을 억제할 새로운 촉매제를 개발했다. 기존 연료전지보다 역전압 현상에 175배 정도 강한 촉매로, 연료전지의 내구성 향상에 기여할 기술이 될 것으로 예상된다.

박찬호 광주과학기술운 융합기술학제학부 교수의 연구팀은 산성 조건에서 백금과 유사한 활성을 갖는 다기능성 비백금계 촉매를 개발해, 관련 논문이 국제 학술지(Journal of Materials Science & Technology)에 소개됐다고 22일 밝혔다.

연구팀은 이리듐-루테늄 합금 비율을 조정해 기존 연료전지의 역전압 문제를 해결할 촉매를 개발했다. 이 촉매는 수소 산화 반응과 산소 발생 반응에서 모두 우수한 성능을 보이면서도, 수소 연료가 부족한 상황에서 산소 발생이나 탄소 부식을 막아 음극의 역전압 현상을 억제한다.

연구팀은 이 촉매를 음극에 활용할 경우, 수소 부족 현상을 이용한 음극 역전압 내구성 평가에서 7시간 이상 버티는 것을 확인했다. 기존 백금 촉매보다 175배 내구성이 향상된 수준이다. 백금 촉매는 10분 이하의 짧은 시간만 버틸 수 있었다.

역전압 현상은 연료전지 내 수소 연료가 부족할 경우 음극 전압이 양극보다 높아지면서 양쪽 전극의 전압이 역전되는 현상을 말한다.

박찬호 교수는 "이번 연구성과는 이리듐-루테늄 합금 촉매를 산성 조건에서 합성해 단위 전지에서 성능과 음극의 내구성을 확보했다는 것이 의의"라며 "향후 이리듐-루테늄 촉매의 산화 문제에 대한 해결책을 고민하여 내구성이 높게 요구되는 수소 전기 상용차에 적용될 수 있기를 기대한다"고 말했다.

황준호 기자 rephwang@asiae.co.kr