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고체고분자 연료전지 촉매 담지소재 기술동향

전문가 제언: ○ 연료전지자동차, 가정용 열병합발전용 연료전지 및 무정전전원 등 분산전원에 널리 사용되기 시작한 고체고분자연료전지의 본격적인 보급을 위해서는 사용되는 백금 촉매량을 극적으로 저감시켜야 한다. 이를 위한 백금촉매활용률 향상에는 촉매 지지체(담지소재)의 성능향상과 내구성확보가 필수적이다.

○ 그간 널리 사용되던 카본계통 담지체에 나노기술을 도입하여 활성도를 높이는 연구개발이 활발하나 연료전지 기동/정지 시와 연료공급 부족 시 등에 인가되는 고전위에 위한 부식촉진 등에 기인하는 백금촉매활성 저감을 극복하지는 못하고 있다.

○ 금속산화물 등 전도성 세라믹과 전기전도성 폴리머 및 하이브리드 담지체 연구가 활발하게 연구되고 있어 본 보고서는 카본계 담지체 동향과 함께 이들의 최근동향을 소개하고 있어 크게 도움이 된다.

○ 투과형전자현미경, X선 미세 흡수분광기, 방사광 가속기 및 중성자분광기 등을 활용하는 제자리관측기술의 광범위한 사용으로 3상 계면에서연료가스, 촉매활성 및 백금촉매의 산화 및 조촉매의 역할 등 까지를 관찰할 수 있게 되어 새로운 과학적 지식이 축적되고 있어 비약적인 기술개발의 시대가 열리고 있다.

○ 현대/기아차는 2015년의 본격적인 연료전지자동차 시판을 위한 양산체제를 구축하여 북유럽 등에 공급하기 시작하였다. 2015년의 시판을 목표로 개발하고 있는 Toyota, Honda, GM 등은 $50,000내외의 가격으로 시판할 것으로 전망되고 있다. 우리정부도 녹색기술개발을 위한 고효율연료전지 개발프로젝트를 수행중에 있고 한국원자력연구원 등에서 연료전지에서의 수소이온 이동 등을 관측하고 있다.

○ 21세기 이후의 먹거리산업인 환경친화형자동차산업에서 기술경쟁력 확보를 위해서는 이들에 대한 기초역량확보가 필수적이다.

저자: S. Sharma and B.G. Pollet
자료유형: 학술정보