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

  • 구름많음대구27.8℃
  • 구름많음동두천24.7℃
  • 맑음성산26.8℃
  • 맑음북창원27.3℃
  • 구름많음보령24.5℃
  • 맑음밀양26.7℃
  • 구름많음강진군26.3℃
  • 구름많음진도군26.1℃
  • 맑음서귀포27.1℃
  • 구름많음완도26.4℃
  • 맑음정읍25.7℃
  • 맑음상주25.1℃
  • 구름많음진주25.0℃
  • 구름많음고창24.9℃
  • 맑음문경23.7℃
  • 구름많음강화24.9℃
  • 구름많음영주22.9℃
  • 구름많음산청26.0℃
  • 맑음충주24.8℃
  • 구름많음군산24.8℃
  • 맑음거제26.3℃
  • 구름많음안동26.0℃
  • 구름많음창원25.7℃
  • 구름많음부안25.4℃
  • 구름많음수원25.1℃
  • 구름많음양산시26.6℃
  • 맑음제천22.2℃
  • 맑음양평24.4℃
  • 흐림부산26.7℃
  • 맑음광양시26.1℃
  • 구름많음철원25.0℃
  • 구름많음대전26.3℃
  • 맑음장흥25.7℃
  • 맑음인제22.7℃
  • 맑음청주28.1℃
  • 구름많음영덕25.0℃
  • 구름많음정선군22.9℃
  • 맑음홍성25.0℃
  • 맑음금산25.5℃
  • 맑음북강릉24.9℃
  • 맑음서울26.1℃
  • 구름많음여수26.4℃
  • 맑음흑산도25.8℃
  • 맑음북춘천24.3℃
  • 구름많음세종24.8℃
  • 맑음파주22.9℃
  • 맑음부여23.7℃
  • 맑음남해25.7℃
  • 구름많음북부산26.0℃
  • 맑음보성군25.6℃
  • 구름많음추풍령23.3℃
  • 맑음속초27.2℃
  • 구름많음서산25.1℃
  • 맑음태백20.9℃
  • 맑음동해25.7℃
  • 맑음홍천24.0℃
  • 맑음대관령22.1℃
  • 맑음울릉도25.9℃
  • 맑음춘천24.3℃
  • 구름많음제주27.2℃
  • 맑음고산25.8℃
  • 구름많음김해시
  • 맑음영천27.1℃
  • 구름많음순천25.2℃
  • 맑음천안23.9℃
  • 맑음영광군25.2℃
  • 맑음전주27.0℃
  • 구름많음임실24.6℃
  • 구름많음구미27.3℃
  • 구름많음합천25.7℃
  • 구름많음서청주24.3℃
  • 맑음포항27.8℃
  • 맑음목포26.3℃
  • 흐림울산25.9℃
  • 구름많음장수23.3℃
  • 맑음경주시25.7℃
  • 맑음이천25.2℃
  • 구름많음통영26.3℃
  • 구름많음의성25.5℃
  • 구름많음청송군24.3℃
  • 구름많음백령도24.7℃
  • 구름많음울진25.8℃
  • 맑음보은23.5℃
  • 구름많음광주27.8℃
  • 흐림남원27.6℃
  • 맑음순창군26.8℃
  • 구름많음해남26.5℃
  • 구름많음거창25.5℃
  • 구름많음원주25.9℃
  • 맑음강릉28.0℃
  • 구름많음인천26.4℃
  • 흐림함양군25.7℃
  • 구름많음봉화21.3℃
  • 맑음영월22.9℃
  • 맑음고흥25.0℃
  • 맑음고창군24.3℃
  • 구름많음의령군25.5℃

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

권라영 Google구글에서 선호하는 출처로 추가
기사승인 : 2021-04-06 20:49:15
세종대학교 나노신소재공학과 박준영 교수 연구팀은 전남대학교 신소재공학부 송선주 교수 연구팀, 미국 메릴랜드 대학 에릭 왁스만 교수와 함께 양방향 프로톤 세라믹연료전지(RPCC)용 다종이온 전도성 미스핏 구조 양극 신소재를 개발했다.

▲ 세종대학교 전경 [세종대학교 제공]

화학에너지를 전기에너지로 직접 전환해 전력을 생산하는 고체산화물 연료전지(SOFC)는 국내외적으로 대용량 발전사업에 적용되고 있다. 그러나 SOFC용 산소이온전도성 지르코니아 기반 전해질은 작동 온도가 700℃ 이상으로 높다.

이 때문에 최근 중저온(500~700℃)에서 작동 가능한 프로톤전도성 전해질로 대체해 제품의 수명을 연장하고, 발전 효율을 높일 수 있는 프로톤 세라믹연료전지(PCFC)에 대한 관심이 증대되고 있다.

중저온에서 작동하는 PCFC는 탄화수소를 직접 연료로 사용할 수 있는 고효율 친환경 발전 기술이다. 또한 고온 수증기를 연료전지 가역반응으로 전기분해해 수소를 생산하는 프로톤 세라믹 수전해전지(PCEC)도 차세대 고효율 그린 수소 생산 기술로 큰 관심을 받고 있다.

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

공동연구진은 이번 연구에서 산소이온과 프로톤 등 양이온과 음이온이 동시에 전달 가능한 높은 전자전도체 신조성 전극을 개발해 전극 반응을 극대화시킴으로써 발전 성능을 향상시켰고, 전극에 대한 반응 메커니즘을 규명했다.

또한 개발된 RPCC 기술은 한 개의 전기화학장치에서 PCFC 발전을 통한 전력 생산과 더불어, 유휴 전력을 이용해 물을 전기분해함으로써 그린 수소도 생산이 가능하다는 것을 실험적으로 증명했다.

이번 연구는 에너지기술평가원 에너지기술혁신사업 '프로톤전도성 고체전해질 기반 저온용 SOFC 요소기술 개발 지원으로 수행됐으며, 국제 학술지 'Energy and Environmental Science' 온라인에 게재됐다.

KPI뉴스 / 권라영 기자 ryk@kpinews.kr

[저작권자ⓒ KPI뉴스. 무단전재-재배포 금지]