고순도·고효율 수소 생산 '차세대 수전해전지' 개발

금오공대 최시혁 교수 연구팀..SCI급 학술지에 게재

프로톤 세라믹 수전해전지 작동 원리 [금오공대 최시혁 교수 연구팀 제공]

(구미=연합뉴스) 박순기 기자 = 금오공대는 기계공학과 최시혁(36) 교수 연구팀이 고순도·고효율 수소를 생산하는 차세대 세라믹 수전해전지를 개발했다고 22일 밝혔다.

최 교수팀이 미국 노스웨스턴대학 소시나 하일레 교수 연구팀과 함께 개발한 연구는 SCI(과학기술논문인용색인)급 학술지인 '에너지 및 환경과학' 1월호 온라인판에 게재됐다.

친환경 수소차 관심이 높아져 수소를 에너지원으로 하는 다양한 기술이 개발되는데 대부분 수소는 메탄의 수증기 개질법으로 생산된다. 이 방법은 환경에 악영향을 주는 이산화탄소를 함께 배출시키는 단점이 있다.

이를 해결하기 위해 물을 전기로 분해해 수소를 생산하는 수전해전지 기술이 청정 기술로 주목받지만 이 기술도 전기를 많이 소모한다.

연구팀은 프로톤 전도 특성이 뛰어난 삼중 전도성 공기극 소재와 화학적으로 매우 안정된 전해질 소재를 개발해 이를 프로톤 세라믹 수전해전지에 적용하는 데 성공했다.

프로톤 전도성 세라믹 소재를 전해질로 사용한 수전해전지는 프로톤의 높은 전도도에 의해 낮은 온도에서도 수소를 분리해 전기를 아낄 수 있다.

섭씨 600도에서 1.3V의 전압을 가했을 때, 1㎠ 면적의 전지에서 하루에 약 14ℓ의 수소를 생산할 수 있다고 한다.

기존보다 2배 이상 수소 생산량이 향상됐고 500시간 이상 장기 구동해도 성능 감소 없이 우수한 수소 생산 효율을 유지했다고 연구팀은 설명했다.

수소차 [연합뉴스 자료사진]

최 교수는 "물을 전기분해해 수소를 생산하는 수전해 기능을 향상하고 수소연료전지 기능을 완벽하게 결합했다"며 "쓰고 남은 전기를 수소로 저장하고 이 수소를 사용해 다시 전기로 변환이 가능해 수소 에너지 상용화에 중요한 역할을 할 것으로 기대한다"고 말했다.

parksk@yna.co.kr

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