규슈대학대학원공학연구원/카본중립에너지국제연구소의 나카지마 나오토시 교수, 후지가야 고히코준 교수, Jun Yang 특임조교의 연구그룹은 백금 대신 폴리머와 무기금속산화물을 사용하여 높은 활성 연료전지용 촉매의 개발에 성공했다.
연료전지는 대기 중 산소와 수소의 화학반응으로 발전하기 때문에 차세대 에너지 후보로서 유력하다.그러나, 실용화되고 있는 연료전지는 백금을 필요로 하기 때문에, 고비용이고 절대량이 부족하다.현재의 백금 사용량에서는 전세계 백금을 사용해도 연료전지차는 1000만대밖에 제조할 수 없다는 시산 결과가 나올 정도다.
한편, 에너지 변환의 촉매로서 주목받아 온 무기 금속 산화물은, 도전성의 낮음과 촉매로서 작용하는 면적의 작음으로부터 효율이 낮다는 문제가 있었다.
연구그룹은 이번에 고도전성을 나타내는 카본나노튜브에 접착제로서의 역할을 하는 폴리머를 피복하여 무기금속산화물(NixCo3-xO4)을 균질하게 코팅한 촉매를 만들었다.촉매는 높은 활성 및 높은 내구성을 나타내는 것으로 확인되었다.이 방법은 연구그룹이 이전에 개발한 수법이며 무기금속산화물에 응용한 것이다.
연구그룹은 탄소나노튜브와 무기금속산화물의 하이브리드가 백금을 포함한 촉매를 대체할 수 있다고 하고, 추가적인 성능향상 연구를 진행시킨다고 한다.
논문 정보:【Scientific Reports】Decorating unoxidized-carbon nanotubes with homogeneous Ni-Co spinel nanocrystals show superior performance for oxygen evolution/reduction reactions