더 저렴하고 지속 가능한 수소 전기차를 생산하는데 필요한 새로운 촉매가 개발됐다. 세계적으로 희귀한 백금이 주로 사용되는 촉매제를 新촉매로 대체하게 되면 수소 전기차 생산이 안정화되고 가격도 크게 내려갈 것으로 기대된다. 전기차 배터리에 해당하는 수소차 연료전지스텍은 수소와 공기 중 산소를 반응시켜 물을 만드는 과정에서 발생하는 전기에너지를 활용해 전기모터를 구동하게 된다.
다만 수소와 산소의 결합 과정에서 꼭 필요한 촉매제로 백금이 사용되는데 이는 수소차 1대당 약 50g이 이용돼 수소차 원가 상승 원인으로 지목됐다. 백금은 남아프리카 광산에서 연간 약 100톤이 생산되는 희귀 광물이다. 27일 E&T 엔지니어링 테크놀로지에 따르면 최근 코펜하겐대학의 연구진은 수소와 산소의 결합 과정에서 그렇게 많은 양의 백금이 필요하지 않도록하는 촉매를 개발했다고 보도했다.
해당 프로젝트에 참여한 매타이어스 아렌즈 교수는 "우리는 현재 자동차용 수소연료전지보다 훨씬 적은 양의 백금만 필요로 하는 촉매를 개발했다"라며 "동시에 새로운 촉매는 오늘날 수소차에 사용되는 촉매보다 훨씬 더 안정적이다"라고 말했다. 이어 아렌즈 교수는 "새로운 촉매는 과거 수소차가 달성할 수 있었던 에너지양보다 훨씬 더 높은 주행가능거리를 달성할 수 있는 차량 출시를 가능하게 할 것"이라고 덧붙였다.
그동안 수소차 연료전지스텍 촉매는 표면만 활성 상태를 유지하므로 이를 코팅하려면 백금 원자가 무제한으로 필요했다. 더구나 촉매는 오래 지속되어야 하지만 이것 또한 문제로 제시됐다. 최대 표면적을 얻기 위해 현재의 촉매는 탄소 위에 코팅된 백금나노 입자를 기반으로 한다. 다만 촉매들은 탄소에 의해 불안정하게 만들어진다.
코펜하겐대학 연구진이 새롭게 개발한 촉매에는 탄소가 들어 있지 않은 구조다. 연구팀은 나노입자를 사용하는 대신 내구성이 높고 표면적이 넓은 나노와이어를 제작하고 백금과 코발트가 포함된 구조를 활용했다. 연구진들은 다음 단계는 해당 기술이 수소차에서 구현될 수 있도록 결과를 확대하는 것이라고 밝혔다.
끝으로 아렌즈 교수는 "이 획기적인 연구로 수소차가 일반화되는 과정이 더욱 현실화 되었으며 이를 통해 더 저렴하고 지속가능하고 내구성이 높은 자동차를 개발할 수 있을 것이다"라고 밝혔다. 한편 이번 연구결과는 최근 재료과학 분야 세계적 학술지인 네이처 머티리얼스에 게제됐다.