대구경북과학기술원 연구팀, 고성능 연료전지 기술 개발

【 대구=김장욱기자】대구경북과학기술원(DGIST)은 이강택 에너지시스템공학 전공 교수 연구팀이 미국 연구팀과 공동으로 고체산화물연료전지(SOFC)의 성능을 획기적으로 향상시키는 새로운 나노구조 전극을 개발했다고 16일 밝혔다.

고체산화물연료전지는 수소만을 사용하는 고분자 전해질연료전지(PEMFC)와 달리 디젤, 천연가스 등을 에너지원으로 직접 사용할 수 있으며, 모든 형태의 연료전지 가운데 에너지 변환 효율이 높아 차세대 신재생에너지 기술로 주목받고 있다.

하지만 800도 이상의 고온 구동에 따른 고비용, 장시간 사용 시 내구성 저하 등 단점이 있어 이를 개선하려는 연구가 전 세계적으로 활발히 진행되고 있다.

연구팀은 에릭 왁스만 메릴랜드대 교수 연구팀과 공동으로 새로운 습식화학(wet-chemical) 합성 공정을 개발했다. 이 기술로 란타넘(La)-망간(Mn)산화물과 안정화 비스무트(Bi)산화물 등을 연결한 나노복합 전극 소재를 300도 이하에서 합성하는 데 성공했다.

연구팀이 개발한 나노복합 전극소재는 상용 란타넘-망간산화물과 안정화 지르코늄(Zr)산화물 등의 복합 전극보다 140배의 성능 향상을 보였고, SOFC에 적용한 결과 중·저온 영역에서 2W/㎠의 높은 출력을 얻었다.

특히 그동안 안정성이 취약한 코발트 산화물을 기반으로 중··저온형 SOFC 전극 개발이 이뤄진 것과 달리 기존 재료의 한계를 뛰어넘는 성능향상이 가능해졌다.

이 교수는 "이번 연구를 통해 개발된 나노복합 전극 소재는 고성능과 내구성을 동시에 갖는 중·저온형 고체산화물연료전지 개발과 상용화를 앞당길 것"이라고 강조했다.

한편 이번 연구결과는 독일에서 발행되는 국제 화학학술지 '앙게반테 케미(Angewandte Chemie)' 온라인판에 지난 6일 게재됐다.

[e-mail]