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부산대 이정우 교수팀, 고효율 전지 촉매 개발 성공

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Monday, January 06, 2025, 15:01:22

차세대 에너지 혁신 기대, 수소 촉매 개발

 

인더뉴스 제해영 기자ㅣ부산대학교는 재료공학부 이정우 교수 연구팀이 수소 에너지 활용을 위한 고효율 전지 촉매를 개발했다고 6일 밝혔습니다. 이번 성과는 국제학술지 'EcoMat' 2024년 12월호에 표지 논문으로 게재됐습니다.

 

연구팀은 백금-니켈 나노 입자와 질소 도핑된 그래핀을 결합한 새로운 촉매를 개발했습니다. 이 촉매는 기존 백금 기반 촉매보다 최대 3배 높은 효율을 보이며, 10시간 이상 성능을 유지하는 특징을 가졌습니다. 이를 통해 수소 에너지의 생산 및 활용에서 중요한 혁신이 기대됩니다.

 

백금은 높은 성능을 보이지만 가격이 비싸고 매장량이 적어 상용화에 어려움이 있었습니다. 이에 연구팀은 니켈을 결합해 백금 사용량을 줄이면서 성능과 내구성을 동시에 높였습니다. 또한 그래핀을 사용해 촉매의 안정성을 향상시켰습니다.

 

 

연구진은 마이크로파를 이용한 고속 합성 공정을 통해 백금-니켈 나노합금 입자를 질소 도핑된 그래핀에 담지하는 방식으로 격자 수축을 조절해 최적의 촉매 특성을 확보했습니다. 합성된 촉매는 산소 환원 반응에서 기존 촉매 대비 3배 높은 비면적 활성도와 질량 활성도를 보였으며, 수소 생산 반응에서는 2배 높은 성능을 기록했습니다.

 

특히, 아연-공기 2차 전지 적용 결과, 기존 상용 촉매 대비 약 2배 높은 전력 밀도를 기록하며 10시간 이상 안정적으로 충방전 성능을 유지했습니다. 이러한 결과는 수소 자동차, 발전 시스템 등 다양한 분야에 활용될 가능성을 제시하고 있습니다.

 

이정우 교수는 “빠르고 간단한 합성 공정을 통해 높은 성능과 내구성을 가진 촉매를 개발했다”며 “백금 사용량을 줄이면서도 성능을 개선해 향후 에너지 기술 발전에 크게 기여할 수 있을 것”이라고 밝혔습니다.

 

이번 연구는 부산대 재료공학부 조승근 박사과정생과 박길령 석사 졸업생이 제1저자로 참여했으며, 안동대 이덕현 교수팀과 한국에너지기술연구원 김선이 박사팀과의 공동 연구로 진행됐습니다. 연구는 한국에너지기술평가원과 산업통상자원부, 과학기술정보통신부의 지원을 받았습니다.

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제해영 기자 helloje@hanmail.net

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CJ제일제당, 스웨덴 ‘바이오 머티리얼즈’와 파트너십 체결

CJ제일제당, 스웨덴 ‘바이오 머티리얼즈’와 파트너십 체결

2025.10.31 09:17:14

인더뉴스 문정태 기자ㅣCJ제일제당이 생분해성 바이오소재 ‘PHA(Polyhydroxyalkanoates)’의 글로벌 상용화를 본격 확대합니다. CJ제일제당은 스웨덴 바이오소재 컴파운딩 기업 ‘BIQ머티리얼즈’와 PHA 적용 인조잔디 충전재 사업 협력을 위한 파트너십을 체결했다고 31일 밝혔습니다. BIQ머티리얼즈는 유럽 최초로 PHA 기반 충전재를 개발해 특허를 보유한 기업입니다. 이번 협약에 따라 CJ제일제당은 인조잔디 충전재에 적합한 PHA 소재를 공급하고, BIQ머티리얼즈는 제품 생산을 담당합니다. 양사는 유럽 시장에서 PHA 상용화를 적극 추진할 계획입니다. PHA는 미생물이 식물 유래 성분을 섭취해 세포 내에 축적하는 고분자 물질로 토양·해양·퇴비 환경에서 모두 분해되는 것이 특징입니다. CJ제일제당은 지난 2022년 PHA 상업 생산을 시작해 브랜드 ‘PHACT’를 론칭했습니다. 유럽연합(EU)은 인조잔디 충전재를 미세플라스틱 발생 주요 품목으로 지정하고, 오는 2031년부터 석유계 충전재 사용을 금지할 예정입니다. 회사는 이에 따른 친환경 충전재 수요 증가에 대응해 현지 시장 공략에 나선다는 계획입니다. 지난 30일 독일 프랑크푸르트에서 열린 협약식에는 정혁성 CJ제일제당 BMS본부장과 프레드릭 베리에고르 BIQ머티리얼즈 회장 등이 참석했습니다. 이날 정혁성 본부장은 “유럽에서 PHA 적용 분야를 넓히는 계기가 될 것”이라며 “지속가능 소재 솔루션을 지속 발굴하겠다”고 말했습니다. 한편, CJ제일제당의 미국 자회사 CJ바이오머티리얼즈는 ‘2025 바이오플라스틱 어워드 혁신상’을 수상했습니다. 비결정형 PHA(aPHA) 기술이 지속가능성과 확장성을 인정받았습니다. CJ제일제당은 ▲코스맥스(화장품 용기) ▲이토추플라스틱스(일본 유통 협력) 등과도 협업하며 PHA 응용 시장을 확대하고 있습니다.




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