수소연료전지에 새로운 에어로젤(aerogel) 촉매를 적용해 귀금속 사용량을 줄이면서 효율은 높이는 기술이 개발됐다.

한국과학기술정보연구원에 따르면 최근 스위스 PSI(Paul Scherrer Institute)의 연구진은
은 에어로젤(aerogel) 촉매를 개발하는데 성공했다고 밝혔다. 에어로젤은 나노구조로 된 폼(foam)이다.

수소연료전지는 수소의 전기화학적 반응을 통해 전기를 발생시키고, 부산물로 순수한 물만을 남긴다.

연료전지의 양극에선 산소의 환원이 발생하는데 양극은 전지 속으로 들어오는 산소 분자들을 물로 변환시킨다. 이 과정은 정상적인 조건 하에선 매우 느리게 일어나기 때문에, 빠른 반응을 위해 촉매가 사용되는데 촉매는 백금과 같은 귀금속이 사용된다. 이는 연료전지 가격 상승의 주 원인이 돼왔다.

PSI 연구진은 백금·팔라듐 합금으로 만들어진 3차원 구조의 에어로젤을 합성했다. 이는 금속 합금으로 에어로젤을 합성한 최초의 사례로 높은 촉매 활성과 안정성을 가진다.

이에 에어로젤 촉매는 기존 백금으로 만들어진 일반적인 촉매에 비해서 산소 환원을 위한 촉매 활성을 5배까지 증가시킬 수 있었다. 이는 기존 대비 1/5의 귀금속만으로 동일한 양의 산소를 전환시킬 수 있다는 것을 의미한다.

연구진은 바이메탈 합금으로 만들어진 에어로젤이 순수한 백금으로 만들어진 단일 금속의 에어로젤에 비해 더 높은 안정성을 가지는지에 대한 이유를 밝히는 연구를 진행 중이다.

한편 이번 연구결과는 저널 Angewandte Chemie에 게재됐다.