작성일 : 19-02-02 20:00
이강택 DGIST 교수팀, 연료전지 전극으로 활용할 수 있는 신소재 개발
 글쓴이 : happy
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발적으로 촉매가 발생되는 전극의 산화·환원 안정성 평가.<이미지=DGIST 제공 >발적으로 촉매가 발생되는 전극의 산화·환원 안정성 평가.<이미지=DGIST 제공>

국내연구진이 전극의 발열문제를 스스로 조절할 수 있는 소재를 개발했다.

DGIST(총장직무대행 배영찬)는 이강택 교수팀이 새로운 형태의 연료전지(SOFC, Solid Oxide Fuel Cell)용 전극소재를 개발했다고 30일 밝혔다.

SOFC는 수소를 공기 중 산소와 반응시켜 전기를 생산한다. 반응 후 물만 배출돼 친환경적이고 설치장소 제약이 적다. 따라서 자가발전에 적합한 신재생에너지 기술로 주목받고 있다. 하지만 갑작스러운 정지나 연료공급 중단 등의 상황에 급격한 성능저하 문제로 안정성 확보가 어려웠다.

이를 개선하기 위해 여러 연구들이 수행됐지만, 주로 내구성 증가에 초점이 맞춰졌다. 이에 반해 교수팀은 산화반응이 안정적·효율적으로 일어날 수 있는 연료전지 전극 개발에 집중했다.

교수팀은 SOFC 전극의 안정성 문제 해결을 위해 새로운 전극소재를 개발했다. 개발된 전극소재 내부에는 '니켈(Ni)'이 심어져 있다. 니켈은 수소의 산화반응 효율성을 높이는 촉매 역할을 한다. 연료전지가 작동하면 전극 표면에 니켈이 외부로 이동한다. 

이때 나노금속촉매를 형성하는 '용출현상'이 발생한다. 용출은 합금이 융융·응고시 하나의 성분이 다른 것에서 분리되는 현상이다. 용출된 니켈 촉매는 연료전지의 산화반응이 일어날 수 있도록 도와준다. 또 연료전지의 안정성·성능을 향상시킨다.

이번 연구는 앞으로 높은 성능·내구성을 갖는 신소재 전극개발에 기여할 것으로 기대된다.

이 교수는 "기존 SOFC 전극소재는 불안정해지면 급격히 성능이 저하됐다"면서 "성능·안정성이 개선된 이번 전극소재는 SOFC의 상용화를 선도할 것"이라고 말했다. 

한편 이번 연구결과는 촉매분야 국제학술지인 '에이시에스 카탈리시스(ACS Catalysis)'저널 온라인판에 지난 2일 게재됐다.