KAIST, 수소전지 대체 촉매 개발…"백금 가격 80분의 1"

니켈 몰리브데넘 전극 소재 개발···수소연료전지 적용 성공

KAIST(총장 이광형)는 신소재공학과 에너지 변환 및 저장재료 연구실 조은애 교수 연구팀이 수소연료전지에 쓰이는 값비싼 백금을 대체할 저비용·고성능 니켈 몰리브데넘 전극 소재를 개발했다고 11일 밝혔다. 이 촉매의 실제 연료전지 적용에도 성공했다. 

니켈은 음이온 교환막 연료전지용 비귀금속 전극 소재로 주목받았으나, 성능이 백금의 100분의 1에도 미치지 못하여 실제 적용이 되지 못하고 있다. 이번에 연구팀이 개발한 니켈-몰리브데넘 촉매는 성능이 1.1㎃/㎠으로 백금보다 우수하고, 가격은 80분의 1 수준이다. 

니켈-산화 몰리브데넘 복합체의 투과 현미경 이미지(좌)와 조성 분포도(우)

조은애 교수는 "순수한 니켈은 성능이 낮지만, 산화 몰리브데넘을 이용해 니켈의 전자구조를 변화시켜 성능을 비약적으로 높였다"라며 "공정 특성상 대량 생산에도 적합하며 향후 음이온 교환막 연료전지에 적용할 수 있을 것으로 기대한다"라고 말했다.

이번 연구는 한국연구재단이 추진하는 중 나노 및 소재기술개발사업의 지원을 받아 이뤄졌으며, 연구 결과는 학술지 '어플라이드 카탈리시스 비: 엔바이론멘탈(Applied Catalysis B: Environmental)'에 최근 게재됐다. 

*논문명: A Ni-MoOx composite catalyst for the hydrogen oxidation reaction in anion exchange membrane fuel cell