UNIST 백종범·권영국 교수와 고려대 곽상규 교수 공동 연구팀이 철 원자와 루테늄 입자가 역할을 나눠 맡는 이중 활성점 수전해 촉매를 개발했다. 철이 물 분자에서 수소 원자를 떼어내고 루테늄이 이를 결합해 수소 기체로 만드는 방식으로, 루테늄은 촉매 무게의 2%에 불과하지만 무게당 활성은 백금의 6배 이상이다. 음이온교환막 수전해 셀에 적용한 결과 산업용 수준 전류(1.0 A/cm²)를 1.66V에서 얻었으며, 같은 조건에서 백금 촉매는 1.93V가 필요했다. 1100시간 이상 연속 가동에도 성능 저하가 거의 없었고, 제조 공정도 흑연·질소·쇠구슬을 이용한 볼밀링 후 루테늄을 얹는 간단한 방식이다. 연구 성과는 국제학술지 Advanced Materials에 게재됐다.
핵심
- 철과 루테늄이 수소 생산 반응 단계를 나눠 맡는 이중 활성점 구조
- 루테늄은 전체 무게의 2%지만 무게당 활성은 백금의 6배 이상
- 음이온교환막 수전해 셀에서 1.0 A/cm² 전류를 1.66V로 구현, 백금(1.93V) 대비 낮은 전압
- 1100시간 이상 연속 가동에도 성능 유지, 제조 공정도 비교적 단순
원문 · 전자신문 — UNIST 고려대 공동연구팀, '이중 활성점 촉매' 개발
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