수소 누출 방지 가스켓, 성능·수명 향상

[파이낸셜뉴스] 국내 연구진이 연료전지와 수전해 스택의 내구성과 폭발 안전성에 직접적인 영향을 미치는 가스켓의 안전성과 효율성을 동시에 높이는 기술을 개발했다.

2일 한국화학연구원 오근환 박사 연구팀은 2차원 질화붕소 나노플레이크(BNNF)를 기능화해 실리콘과 합성고무(EPDM) 기반의 실링 가스켓에 적용함으로써 기계적 강도, 수소 차단 성능, 화학적 및 열적 안정성을 동시에 높인 나노복합체 기술을 개발했다고 밝혔다.

가스켓은 기계나 장치의 두 부품 사이 틈을 막아 가스나 액체가 새지 않도록 밀봉(seal)하는 핵심 부품으로 수전해 및 연료전지를 사용하는 모든 에너지 변환 장치에 활용된다.

수소생산장치나 드론, 기차, 선박 등이다. 연료전지와 수전해 장치에서는 연료, 산소, 냉각수 등이 셀 내부를 순환하는데, 내부 밀폐용 가스켓의 성능이 저하되면 시스템 효율이 떨어지고 심각한 안전사고로 이어질 수 있다.

이번 기술은 단순한 기계적 강도 향상을 넘어 차단성, 내화학성, 전기화학적 성능을 모두 개선하며, 수소 생산, 저장, 활용 등 전 주기에 걸쳐 비불소계 가스켓의 대체 가능성을 제시했다는 평가다.

연구팀은 현재 조기 실증과 기술이전을 추진하고 있으며, 향후 수소전기차, 발전용 스택, 대형 수전해 설비 등 다양한 현장 적용이 가능할 것으로 기대하고 있다.

또 이번 연구를 통해 수입 의존도가 높은 실리콘계 가스켓의 국산화 기반을 마련했다는 평가다.

이영국 화학연 원장은 "환경 규제에 대응 가능한 비불소계 대체 소재를 확보함으로써 비용 절감과 안전성 강화를 동시에 실현할 것"이라고 전했다.

이번 연구 성과는 재료·화학 분야 국제학술지 Advanced Composites and Hybrid Materials(IF : 21.8) 2025년 10월호 논문으로 게재됐다.

[e-mail] 연지안 기자