단국대, ‘고체산화물 연료전지’ 성능 개선 기술 개발

[충청뉴스 박동혁 기자] 단국대학교 서한길 교수(신소재공학과) 연구팀이 고체산화물 연료전지 성능을 획기적으로 개선할 수 있는 기술을 개발했다.

11일 단국대에 따르면 서한길 교수 연구팀은 미국 매사추세츠 공과대학교 Harry L. Tuller 교수와 공동으로 연구에 착수해 칼슘으로 연료전지 전극표면의 열화현상을 개선했다.

연료전지는 화학물질을 연료로 사용해 전기에너지를 발생시키는 장치다. 높은 발전 효율을 보이고 오염물질 배출이 적어 차세대 에너지 시스템으로 주목받고 있다.

이 중 세라믹 기반 고체산화물 연료전지는 고온에서도 안정적으로 작동해 업계의 관심을 받으며 활발한 연구가 이뤄지고 있다.

고체산화물 연료전지는 수소뿐 아니라 다양한 연료를 사용할 수 있으며, 현존하는 연료전지 중 가장 높은 변환 효율을 갖고 있다. 또한 전기와 열을 동시에 활용할 수 있어 이동형 전원장치부터 대형 발전소까지 적용 폭이 매우 넓다.

그러나 연료전지는 섭씨 700℃ 이상 고온에서 작동하기 때문에 장시간 구동 시 세라믹 전극 표면이 열화돼 연료전지 효율이 많이 감소한다는 단점이 있다.

이에 서한길 교수팀은 작동 중 외부 불순물에 의해 산성화된 전극 표면에 염기성 첨가제인 칼슘을 침투시켜 40% 이상 열화된 연료전지 출력을 완전히 회복시켰고, 초기 성능보다 160%까지 향상시켰다.

서 교수는 "이번 연구는 연료전지의 고질적인 전극 성능 저하 문제를 해결해 연료전지 수명 재연장에 중요한 의미를 제공했다"며 "연료전지뿐 아니라 다양한 에너지 변환과 저장 기술에 큰 영향을 미칠 전망이다"라고 밝혔다.