[에너지산업신문]

한국에너지기술연구원이 보유 중인 코어-쉘 전극 촉매 기술을 고도화해 촉매 제품 생산량은 10배로 늘리고, 백금 사용량은 40% 낮추는 기술을 개발하는 국제 공동 프로그램에 참여한다고 22일 밝혔다.

에너지기술연구원에 따르면 코어-쉘 전극 촉매 기술은 팔라듐 등의 물질을 중심 금속으로 사용하고 겉을 백금으로 덮는 기술이다. 이를 통해 백금 사용량을 최소화할 수 있다. 하지만 그동안은 복잡한 제조 공정 때문에 양산이 어려웠다. 연구진은 이 기술을 고도화하면 촉매를 더 많이 생산하고, 백금 원료 소비량을 40% 저감할 수 있어 전체적으로는 제조 비용이 20% 이상 줄어들고 에너지 효율은 65% 늘릴 수 있다고 설명했다. 전극 촉매 비용은 전체 연료전지 스택 비용 가운데 60% 이상을 차지한다.

이번 연구는 유럽연합이 주관하는 ’메라넷3(M-era.Net 3)‘ 프로그램에 한국에너지기술연구원이 참여해 이뤄진다. 에너지기술연구원은 은 유럽 주요 연구기관과 컨소시엄을 구성하고 2024년 7월부터 2027년 6월까지 3년간 수소연료전지 핵심 원천기술 공동 연구를 수행한다.

5개 기관으로 구성된 컨소시엄은 ‘고분자전해질연료전지 소재 및 막전극접합체 혁신 설계 기반 수소-에너지 전환 향상 기술(HEROES)’ 과제를 연구한다. 에너지기술연구원의 코어 쉘 전극 촉매 기술을 이용해 백금 촉매 사용량을 줄이는 것이 골자다. 에너지기술연구원은 국내 주관기관으로 선정돼 고성능 전극 촉매와 소재 연계 기술의 개발을 주도한다. 여기에는 에너지기술연구원과 함께 유럽의 대표 연구기관인 오스트리아 기술연구소(AIT), 프랑스 국립과학연구소(CNRS) 등이 참여한다.

최근 글로벌 공급망 문제로 단가가 비싼 중심 금속 사용을 줄이거나 대체하는 기술 확보에 대해서도 논의와 연구가 이뤄진다. 최종적으로는 CNRS와 에너지연의 기술을 통해 제작된 막전극접합체(MEA)와 독일산업보건연구소(IAG)에서 개발한 셀을 함께 적용해 연료전지의 에너지 전환 효율을 65% 이상으로 끌어올리는 것을 목표로 한다.

한편 메라넷3는 유럽의 여러 국가가 참여하는 국제 연구 프로그램이다. 신소재, 에너지, 환경 등 폭넓은 분야의 연구 협력과 산업적 응용이 가능한 혁신 기술을 개발하는 데 중점을 두고 있다. 덴마크, 독일 등 유럽연합 회원국 25개국과 우리나라를 포함한 비유럽 10개국이 참여하고 있다.

국내 주관 연구책임자인 박구곤 한국에너지기술연구원 박사는 “수소연료전지용 전극 촉매 기술과 막전극접합체 혁신 설계로 세계 최고 수준의 소재·부품 원천 기술을 확보할 계획”이라며 “신기술을 친환경 모빌리티와 초고효율 발전 분야에 적용해 수소 경제 활성화에 기여할 수 있을 것”이라고 밝혔다.

한국에너지기술연구원에서 개발한 고내구성 코어쉘 전극 촉매. (c)한국에너지기술연구원

에너지산업신문 김성욱 knews7@eitimes.kr 김성욱의 기사 더보기

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