플래티넘이 너무 비쌉니까? 새로운 촉매는 연료 전지 비용을 낮추어 준다.

임페리얼 칼리지 런던(Imperial College London)은 희귀하고 값비싼 백금 대신 철로 만든 촉매를 사용하는 수소 연료 전지를 개발하여 수소 연료 전지의 비용을 절감했습니다. 이 기술은 수소 연료의 광범위한 배치를 가능하게하고 궁극적으로 온실 가스 배출을 줄임으로써 세계를 순 제로 배출의 길로 이끌 것입니다.

수소 연료 전지는 수소를 전기로 변환하고 유일한 부산물은 수증기이므로 특히 자동차 산업에서 매력적인 녹색 대안이됩니다. 그러나, 그들의 광범위한 사용은 주요 구성 요소 중 하나의 비용에 의해 부분적으로 방해 받았다. 전기를 생성하는 반응을 촉진하기 위해 연료 전지는 비싸고 부족한 백금으로 만든 촉매에 의존합니다.

임페리얼 화학과의 수석 연구원 앤서니 쿠세낙(Anthony Kousenak) 교수는 "현재 단일 연료전지 비용의 약 60%가 백금 촉매에서 나온다. 연료 전지가 화석 연료에 대한 진정한 실행 가능한 대안이되기 위해서는 비용을 절감해야합니다. "

이제 임페리얼 칼리지 런던 (Imperial College London)의 연구원이 이끄는 유럽 팀은 저렴하고 쉽게 구할 수있는 재료 인 철, 탄소 및 질소 만 사용하는 촉매를 만들었으며 고출력 배터리에서 연료를 실행하는 데 사용할 수 있음을 보여주었습니다. 그들의 연구 결과는 25 일 Nature Catalysis 저널에 발표되었습니다.

이 새로운 촉매에서, 모든 철은 단일 원자의 형태로 전도성 탄소 매트릭스에 분산된다. 그 안에있는 모든 원자는 함께 모여 더 반응성이 있습니다. 이러한 특성은 철이 연료 전지에 필요한 반응을 촉진하고 백금의 좋은 대체물이라는 것을 의미합니다. 실험실 테스트에서 연구팀은 실제 연료 전지 시스템에서 단일 원자 철 촉매의 성능이 백금 기반 촉매의 성능에 근접한다는 것을 보여주었습니다.

또한, 연구팀이 개발한 이 방법은 고가의 화학 산화제가 아닌 대기 산소를 반응물로 사용하는 화학 반응, 유해한 오염 물질을 제거하기 위해 공기를 사용하는 폐수 처리 등 연료전지를 넘어 다른 용도에도 적용할 수 있다.

임페리얼 화학과의 수석 저자 아사드 마흐무드 박사는 "우리는 새로운 범위의 화학과 전기화학의 기초를 제공하는 다양한 '단일 원자'촉매를 만드는 새로운 방법을 개발했습니다. 이 과정은 기회를 제공합니다. 특히, 우리는 합성 중에 철 클러스터의 형성을 피하는 '트랜스 메탈 화'라는 합성 방법을 사용했습니다. 이 과정은 유사한 촉매를 유익하게 만들려는 다른 과학자들에게 도움이 될 수 있습니다. "