UNIST·사우디 KAUST 연구팀, 높은 안정성·대면적화 가능
표면 선택적 촉매담지 탄소섬유 전극의 제조 모식도. UNIST 제공
22일 울산과학기술원(UNIST)에 따르면 신소재공학과 채한기 교수팀, 에너지화학공학과 백종범 교수팀은 사우디아라비아 킹압둘라과학기술대(KAUST) 자페르 야부즈 교수팀과 함께 고기능성 촉매가 부착된 탄소섬유 전극을 만들었다.
연구팀은 잘 떨어지는 파우더형 촉매 대신 탄소섬유 형태의 촉매를 사용해 큰 면적에서도 안정적으로 구동할 수 있게 했다. 또 화학적 촉매로 값비싼 백금 대신 루테늄을 사용해 같은 성능을 유지하면서 제조 가격을 대폭 낮췄다.
특히 상용화된 백금 파우더형 촉매가 1만번 작동 후 과전압이 6배 증가한 반면 개발된 전극은 6.5%의 낮은 과전압 증가율을 나타냈다. 100배 더 긴 시간 동안 안정적으로 사용할 수 있다고 연구팀은 설명했다.
채한기 교수는 “탄소섬유 고유의 뛰어난 기계적, 전기적 특성을 활용했다”며 “추후 탄소섬유가 다재다능한 전기화학 반응 소재로 활용될 수 있는 길을 열었다”고 말했다.
연구 결과는 화학 분야 국제 학술지인 ‘미국화학회지’(JACS) 표지 논문으로 선정돼 지난 15일 정식 출판됐다. 연구팀은 관련 특허와 PCT(특허협력조약) 출원도 완료했다.
연구는 과학기술정보통신부와 교육부가 지원하고 한국연구재단이 주관하는 중견연구자지원사업, 리더연구자지원사업을 통해 이뤄졌다.
