백금촉매 대량제조 성공

과기원팀서 탄소나노파이프 개발로…가공이 쉽고 연료전지에 필수적인 백금 촉매를 대량으로 만들 수 있는 탄소나노파이프가 개발됐다.

한국과학기술원(원장 홍창선) 화학과 유룡 교수팀은 직경이 몇 나노미터(나노는 10억분의 1)에 불과한 탄소파이프를 규칙적으로 쌓아놓은 것 같은 탄소나노 물질을 개발, 이를 이용해 백금나노입자를 대량으로 제조하는 데 성공했다고 발표했다.

이러한 탄소 나노파이프 신물질은 기존의 탄소 나노튜브에 비해 기공의 크기를 쉽게 조절할 수 있을 뿐만 아니라 대단히 저렴한 가격으로 대량 생산이 가능하다.

유 교수 팀은 이 탄소 나노 파이프에 백금 화합물을 넣고 수소 기체와 반응시켜서 2 내지 3 나노미터 직경의 초미세 백금 나노입자를 제조했다.

이 백금 나노 입자는 기존에 사용되고 있는 백금 촉매 물질들에 비해서 화학반응속도를 10배 이상 증진시키는 특성이 있다.

유 교수는 백금 나노입자는 수소ㆍ산소ㆍ메탄올 등을 화학반응시켜서 직접 전기를 얻는 방식의 고효율 연료 전지를 개발하는 핵심기술에 사용될 수 있을 것으로 전망하고 있다.

연료전지는 앞으로 무공해 자동차, 휴대용 컴퓨터나 전화기 등에 폭넓게 사용될 것으로 예상되는 차세대 에너지원이다. 현재 미국 등 선진국들은 효율이 높은 연료전지를 개발하기 위해 박차를 가하고 있다.

연료전지가 안고 있는 가장 큰 문제점은 촉매로 쓰는 백금 값이 비싸다는 것. 유 교수는 "나노 백금 촉매를 사용하면 기존의 백금 촉매에 비해 현저히 적은 양을 쓰더라도 동일한 활성을 얻을 수 있다"며 "연료전지 기술 개발에 획기적인 전기를 마련할 수 있을 것으로 기대된다"고 말했다.

유 교수팀은 연구의 우수성을 인정 받아 최근 발행된 네이처지에 논문을 발표했다. 유 교수는 지난해 11월에도 나노다공성 실리카 물질의 결정 구조를 세계 최초로 규명, 네이쳐지에 커버스토리로 발표한 바 있다. 국내 과학자가 2년 연속 네이처지에 연구결과를 발표하기는 이번이 처음이다.

문병도기자