세종대학교 연구팀이 고체산화물연료전지(SOFC)의 발전효율을 높일 수 있는 신소재를 개발했다.

박준영 세종대학교 나노신소재공학과 교수 연구팀은 최근 송선주 신소재공학부 교수 연구팀, 에릭 와치스맨(EriC D. Wachsman) 미국 메릴랜드대학 교수와 함께 양방향 프로톤세라믹연료전지(RPCC)용 다종이온 전도성 미스핏 구조의 양극 신소재를 개발했다고 5일 밝혔다.  
 

기존 고체산화물연료전지에 쓰이는 산소이온전도성 지르코니아 기반의 전해질은 작동온도가 700도 이상으로 높다. 

공동 연구진은 이를 500~700도의 중저온에서 작동 가능한 프로톤 전도성 전해질로 대체해 제품 수명을 연장하고 발전효율을 높일 수 있도록 했다.

연구진은 양방향프로톤세라믹연료전지 기술로 한 개의 전기화학장치에서 프로톤세라믹퓨어셀(PCFC) 발전을 통해 전력을 생산하고 유휴전력을 이용해 물을 전기분해함으로써 그린수소 생산이 가능하다는 점도 입증했다.

또 산소이온과 프로톤 등 양이온과 음이온이 동시에 전달 가능한 높은 전자전도체 신조성 전극을 개발해 전극 반응을 극대화해 발전성능을 높였다. 

이번 연구는 에너지기술평가원 에너지기술혁신사업 ’프로톤전도성 고체전해질기반 저온용 고체산화물연료전지 요소기술 개발‘ 지원으로 수행됐으며 세계적 국제 학술지 '에너지 앤드 인바이런멘털 사이언스(Energy and Environmental Science)' 온라인에 게재됐다. [비즈니스포스트 류수재 기자]