[테크월드뉴스=조명의 기자] 성균관대학교 기계공학부 이원영 교수 연구팀이 양성자 전도성 전해질의 기초 물성치를 극대화할 수 있는 제조 방법을 개발해 세계 최고 성능의 양성자 전도성 연료전지를 개발했다고 밝혔다.
양성자 전도성 연료전지는 전해질의 높은 이온 전도도와 낮은 활성화에너지 때문에 고효율 전력생산이 가능한 차세대 에너지 시스템으로 크게 주목받고 있지만, 실제 제작된 양성자 전도성 연료전지의 성능은 이론적인 예측값에 크게 못 미치고 있어 실질적인 적용과 활용이 어려운 실정이다.
이에 연구팀은 양성자 전도성 연료전지의 성능이 낮은 이유에 대해 연구했고, 제조공정 중에 전해질의 주요 성분이 휘발되면서 소재의 화학적 안정성이 저하되고 결정립의 성장이 지연되기 때문임을 밝혀냈다.
또한 전해질의 주요 성분의 휘발성을 정밀하게 제어해 소결성을 크게 향상시켰고 전해질의 내부에서 완벽한 화학적 조성을 가지면서 기존에 보고된 수치보다 약 5배 정도 큰 결정립을 가지는 전해질의 제작에 성공했다.
이렇게 제작된 전해질을 기반으로 600도 이하의 작동온도에서 기존에 보고된 수치들을 크게 상회하는 세계 최고의 성능을 가지는 양성자 전도성 연료전지 시스템을 개발했다.
이원영 교수는 “본 연구에서 개발한 연료전지 기술이 상용화된다면 친환경에너지원인 수소를 활용한 고효율 전력 시스템을 장소의 구애 없이 도심에도 구축할 수 있다”며 “온실가스 감축과 탄소중립을 실현하기 위한 핵심동력이 될 것으로 기대한다”고 말했다.
본 연구 성과는 한국연구재단의 중견연구지원과제와 세종과학펠로우십지원사업의 지원을 받아 수행됐으며, 에너지 분야 국제학술지 ‘Energy & Environmental Science(IF: 38.53, JCR<1%)’에 10월 16일자 온라인 게재됐다.
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