UNIST(총장 정무영)는 송현곤 에너지·화학공학부 교수팀이 김건태·곽상규 교수팀과 함께 금속공기전지에 사용되는 귀금속 촉매를 대체할 '고성능 유무기 복합 촉매'를 개발했다고 16일 밝혔다.

산화물계 촉매에 전도성 고분자를 섞어 만들어진 이 촉매가 충전과 방전에서 모두 높은 성능을 보여 금속공기전지의 이차전지 사용 가능성을 한층 높였다.

금속공기전지는 공기 중 산소를 연료로 사용한다. 금속을 금속이온으로 바꾸면서 뽑아낸 전자를 갖고 산소를 환원시켜 전기를 생산하는데 이때 반응을 촉진시킬 촉매가 필요하다.

산소환원이 가장 좋은 백금은 가격이 비싸고 충전시 산소 발생 반응을 잘 일으키지 못한다. 또한, 대체 촉매로 주목 받고 있는 저가 금속 산화물 촉매는 단독으로 사용할 경우 백금의 산소 환원 성능을 따라잡지 못한다는 한계점이 있었다.

송현곤 교수팀은 기존 산화물 촉매에 유기 고분자인 '폴리피롤(polypyrrole)'을 섞어 산화물 촉매의 성능을 획기적으로 향상시켰다. 연구진이 이 촉매를 사용해 금속공기전지를 충‧방전시키자 백금보다 뛰어난 성능을 보였다.

송현곤 교수는 "개발된 촉매는 화학적 결합을 위한 추가적인 열처리 과정이 없어 공정이 쉽고 대량생산에 용이하다"며 "금속공기전지뿐 아니라 수소연료전지의 촉매로도 고성능을 발휘할 수 있어 에너지 분야에서 크게 기여할 것"이라고 말했다.  

이번 연구결과는 에너지·환경 분야 전문저널 '에너지 환경 과학(Energy & Environmental Science)'지의 올해 1월호로 출판될 예정이다.