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

  • 맑음원주29.2℃
  • 맑음창원27.4℃
  • 구름많음해남28.5℃
  • 맑음동해28.2℃
  • 구름많음군산27.7℃
  • 맑음제주28.1℃
  • 맑음상주28.8℃
  • 맑음포항29.5℃
  • 구름많음고창28.3℃
  • 구름많음북부산27.6℃
  • 맑음함양군29.8℃
  • 맑음철원27.8℃
  • 맑음대관령23.3℃
  • 구름많음춘천28.9℃
  • 맑음북강릉28.3℃
  • 구름많음홍성28.2℃
  • 맑음영주24.9℃
  • 맑음영천28.9℃
  • 맑음보은27.3℃
  • 맑음청송군29.2℃
  • 맑음추풍령26.2℃
  • 맑음강진군28.7℃
  • 맑음거창28.2℃
  • 맑음보령27.6℃
  • 맑음영월27.6℃
  • 맑음울릉도26.0℃
  • 맑음금산28.4℃
  • 구름많음홍천27.6℃
  • 맑음강릉30.2℃
  • 맑음인천27.4℃
  • 구름많음부안27.3℃
  • 맑음장수25.6℃
  • 맑음영덕27.3℃
  • 구름많음정읍28.7℃
  • 구름많음부산27.1℃
  • 구름많음북춘천27.9℃
  • 구름많음세종27.8℃
  • 맑음인제25.6℃
  • 맑음구미29.8℃
  • 맑음속초28.2℃
  • 구름많음울산28.0℃
  • 맑음동두천27.2℃
  • 맑음완도28.0℃
  • 맑음울진25.6℃
  • 구름많음고산26.7℃
  • 맑음안동29.7℃
  • 구름많음청주30.3℃
  • 맑음거제26.5℃
  • 구름많음여수26.9℃
  • 맑음문경25.7℃
  • 구름많음경주시28.6℃
  • 맑음목포28.3℃
  • 맑음파주26.8℃
  • 맑음대전29.4℃
  • 구름많음고창군28.4℃
  • 구름많음밀양29.1℃
  • 맑음고흥27.6℃
  • 맑음임실28.6℃
  • 맑음대구29.8℃
  • 구름많음진도군28.0℃
  • 맑음성산27.6℃
  • 맑음광주30.3℃
  • 구름많음김해시
  • 맑음보성군28.3℃
  • 구름많음부여28.3℃
  • 맑음북창원28.0℃
  • 맑음순창군29.1℃
  • 구름많음광양시28.0℃
  • 맑음서귀포28.0℃
  • 맑음순천27.1℃
  • 구름많음백령도24.7℃
  • 맑음의령군28.1℃
  • 구름많음충주28.1℃
  • 구름많음서산27.3℃
  • 구름많음서청주27.8℃
  • 구름많음전주29.2℃
  • 맑음남해26.8℃
  • 맑음제천25.6℃
  • 맑음합천28.8℃
  • 구름많음천안27.6℃
  • 구름많음영광군27.7℃
  • 맑음강화25.4℃
  • 맑음의성30.1℃
  • 맑음산청27.9℃
  • 맑음흑산도27.1℃
  • 구름많음이천28.8℃
  • 맑음서울28.6℃
  • 맑음장흥27.5℃
  • 맑음남원30.2℃
  • 맑음통영26.8℃
  • 구름많음수원27.6℃
  • 맑음진주27.4℃
  • 맑음태백24.8℃
  • 구름많음양산시28.0℃
  • 맑음봉화24.8℃
  • 맑음정선군26.9℃
  • 구름많음양평28.2℃

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]