고체산화물 연료전지에 쓰일 강력한 촉매가 개발돼 연료전지 상용화에 획기적인 전기를 마련할 것으로 기대된다.
원광대학교(총장 김도종)는 4일 “원광대와 울산과학기술원(UNIST 총장 정무영) 공동연구팀이 재생 가능한 세계 최고수준의 고성능 고체산화물 연료전지 전극 촉매를 개발했다”고 밝혔다.이번 연구에 참여한 원광대 주용완교수(화학융합공학과)는 울산과학기술원 김건태 교수 연구팀은 공동으로 새로운 형태의 고체산화물 연료전지(Solid Oxide Fuel Cell, SOFC)용 연료극 소재를 개발해 지난달 말 네이처 커뮤니케이션스(Nature Communications)에 발표했다는 것이다.
SOFC는 수소(연료)를 공기 중 산소와 반응시켜 전기를 생산하는 장치로써 반응 후에는 물만 배출하고 다른 신재생에너지에 비해 저렴한 편이다.
특히 배출 열까지 활용하면 발전 효율은 90% 이상으로 높은 편으로 미래의 친환경 고효율 에너지 생산기술로 주목받고 있지만 연료로 쓰일 수소 확보와 장기 안정성을 보장하는 연료극 소재 개발이 이뤄지지 않아 상용화가 그동안 더뎠다.
연구팀은 고체산화물 연료전지의 음극에서 이미 세계 최고수준의 성능을 보여 온 이중층 페로브스카이트에 전이금속들을 도핑했으며 이를 환원조건에 노출시킴으로써 표면에 잘 분산된 금속 나노입자를 형성시켜 음극의 성능을 더욱 향상시킬 수 있음을 보였다.
이와 함께 연구팀이 개발한 엑솔루션 현상을 활용한 촉매 제조법은 기존의 물리·화학적 증착 방법보다 공정이 간단하다는 장점과 장시간 촉매사용 이후에도 손쉽게 산화·환원 조건으로의 변화만으로 촉매의 재사용이 가능해 산업적으로 널리 응용될 것으로 기대되고 있다.
한편 이번 연구는 한국연구재단에서 지원하는 기본연구사업 일환으로 수행됐다.
익산=김경섭 기자
