성균관대 "세계 최고 성능 양성자 전도성 연료 전지 개발"

이원영 교수 "온실가스 감축과 탄소중립을 실현하기 위한 핵심동력이 될 것"

[서울=뉴시스] 휘발성분 제어를 통해 변화하는 양성자 전도성 전해질의 물리/화학적 특성 변화 확인(사진=성균관대 제공) *재판매 및 DB 금지

[서울=뉴시스]김광주 인턴 기자 = 성균관대학교(총장 신동렬) 기계공학부 이원영 교수 연구팀이 차세대 친환경 에너지로 각광받고 있는 '양성자 전도성 연료전지'의 실제 성능이 이론 예측값에 미치지 못하는 이유를 찾아내고 이를 해결할 방법을 찾아내 세계 최고 성능의 양성자 전도성 연료전지를 개발했다. 이에 온실가스 감축과 탄소중립을 실현하는 데 도움이 될 것이라는 기대가 나온다.

성균관대는 21일 "양성자 전도성 전해질의 기초 물성치를 극대화할 수 있는 제조 방법을 개발해 세계 최고 성능의 양성자 전도성 연료전지를 개발했다"고 밝혔다.

고효율 전력 생산의 관건인 '이온 전도도'와 '낮은 활성화에너지'를 모두 갖춘 '양성자 전도성 연료전지'는 차세대 에너지 시스템으로 주목 받고 있다. 하지만 실제 제작된 양성자 전도성 연료전지의 성능은 이론적인 예측값에 크게 미치지 못해 실질적인 적용과 활용이 어려운 실정이라고 성균관대는 설명했다.

이에 대한 원인을 분석하던 연구팀은 양성자 전도성 연료전지의 제조 공정 중에 전해질의 주요 성분이 휘발되면서 소재의 화학적 안정성이 떨어지고 결정립의 성장이 지연되기 때문임을 밝혀냈다.

따라서 연구팀은 전해질의 주요 성분의 휘발성을 정밀하게 제어해 소결성을 크게 향상시켜 이 문제를 해결했다. 구체적으로 전해질의 내부에서 완벽한 화학적 조성을 가지면서도 기존에 보고된 수치보다 약 5배 정도 큰 결정립을 가지는 전해질을 제작했고 이렇게 제작된 전해질을 기반으로 600도 이하의 작동 온도에서 기존에 보고된 수치들을 크게 웃도는 성능을 가진 양성자 전도성 연료전지 시스템을 개발했다는 설명이다.

연구팀을 이끈 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.


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