원자력硏·에너지硏, 고성능 연료전지 신소재 개발

(아주경제 권석림 기자) 한국원자력연구원과 한국에너지기술연구원은 방사선 기술과 나노 기술을 이용한 협동연구를 통해 연료전지의 성능과 효율을 획기적으로 끌어올릴 수 있는 신소재를 개발했다고 25일 밝혔다.

두 기관은 고체산화물 연료전지(SOFC)의 저온 동작을 가능케 하는 ‘탄소막이 코팅된 은 나노 분말 촉매제’와 직접메탄올 연료전지(DMFC)의 크기를 줄이고 성능은 끌어올릴 수 있는 ‘방사선 조사 고분자 연료전지막’을 각각 개발하는 데 성공했다.

수소를 포함하는 연료와 공기가 공기극, 고체 전해질, 연료극을 통과하면서 전기를 생산하는 SOFC는 연료전지 중 효율이 월등히 높고 장시간 사용이 가능하다.

그러나 이온 교환을 위해서는 섭씨 800∼1000도의 높은 온도가 필요해 배관 소재로 고온에서 잘 견디는 고가의 특수 합금을 사용해야 하는 점이 실용화의 걸림돌이 돼왔다.

원자력연구원 이창규 박사팀은 공기극 소재로 쓰이는 은 나노입자의 표면을 탄소로 코팅, 공기극과 은 나노입자의 결합력을 높이는 동시에 열처리중 은 나노입자끼리 응집되지 않도록 했다.

실험 결과 탄소막이 코팅된 은 나노 분말 촉매제를 입힌 공기극 SOFC가 섭씨 650도에서 최대 400㎽/㎠의 성능을 내는 것을 밝혔다.