세종대 신소재공학과 박준영 교수 연구팀, 다종이온 전도성 미스핏 구조 양극 신소재 개발

세종대학교 전경(세종대 제공)

세종대학교 나노신소재공학과 박준영 교수 연구팀이 양방향 프로톤 세라믹연료전지(RPCC)용 다종이온 전도성 미스핏 구조 양극 신소재를 개발했습니다.

이번 개발은 전남대학교 신소재공학부 송선주 교수 연구팀과 미국 메릴랜드 대학 에릭 와치스만 교수와 함께 진행됐습니다.

SOFC용 산소이온전도성 지르코니아 기반 전해질은 작동 온도가 높습니다.

이에 중저온(500~700 o도)에서 작동 가능한 프로톤전도성 전해질로 대체해 제품의 수명을 연장하고, 발전 효율을 높일 수 있는 PCFC에 대한 관심이 높아지고 있습니다

중저온에서 작동하는 PCFC는 탄화수소를 직접 연료로 사용할 수 있는 고효율 친환경 발전 기술입니다.

이와 함께 고온 수증기를 연료전지 가역반응으로 전기분해해 수소를 생산하는 PCEC도 차세대 고효율 그린 수소 생산 기술로 큰 관심을 받고 있습니다.

PCFC와 PCEC는 프로톤과 함께 산소환원·발생반응 속도가 빠르고, 전극전위에서 안정적인 공기극 소재 기술이 성능에 가장 큰 영향을 미칩니다.

공동연구진은 이번 연구에서 산소이온과 프로톤 등 양이온과 음이온이 동시에 전달 가능한 높은 전자전도체 신조성 전극을 개발해 전극 반응을 극대화 시켜 발전 성능을 향상시켰습니다.

이번 연구는 에너지기술평가원 에너지기술혁신사업 '프로톤전도성 고체전해질기반 저온용 SOFC 요소기술 개발' 지원으로 수행됐습니다.