이승복 에너지기술연구원 박사 연구진,
[이투뉴스] 국내 연구진이 가역 고체산화물 전지의 성능을 향상시키는 새로운 전극촉매 개발에 성공했다. 가역 고체산화물 전지는 수소로부터 전기를 생산하는 연료전지와, 물을 전기분해해 수소를 만드는 수전해전지의 기능을 모두 할 수 있다.
한국에너지기술연구원(원장 이창근)은 이승복 연료전지연구실 연구진이 가역 고체산화물 전지의 성능과 내구성을 높일 수 있는 새로운 나노 구조 세라믹 전극촉매를 개발했다고 밝혔다.
가역 고체산화물 전지는 산소 이온을 투과시킬 수 있는 고체산화물이나 세리아를 전해질로 사용하는 세라믹 형태다. 연료전지와 수전해전지 양방향성을 가지고 있어 미래기술로 주목받고 있다.
다만 고체산화물 전지는 수전해 중 공기극에서 발생하는 산소기체를 원활하게 배출하지 못하는 문제를 해결하지 못한 상황이다. 원활한 산소 배출이 이뤄지지 않으면 높아진 압력으로 인해 전극과 전해질이 박리되거나 전극이 파괴된다. 전지의 성능과 안정성을 저해하는 요인으로 작용할 수 있다.
연구진은 이 문제를 해결하기 위해 산소가 원활히 배출될 수 있는 상태에서만 산소를 발생시키는 새로운 개념의 나노 구조 세라믹 전극촉매를 개발했다. 연구진은 전극촉매 개발로 가역 고체산화물 전지 성능과 안정성이 향상될 것으로 보고 있다.
새로운 나노 구조 세라믹 전극촉매 개발을 위해 연구진은 전해질 위에 미세한 다공성 구조를 갖는 세라믹 전해질을 형성시켰다. 이후 다공성 구조의 전해질 표면을 따라 LSC 공기극 촉매 용액을 분산시킨 상태에서 고온 열처리 작업을 했다.
또한 연구진은 초음파분무 습식침투법 공정과 글리신 착화제를 활용한 공기극 촉매 용액 조성 최적화로 공기극에 50nm 나노 촉매입자를 균질하게 형성하는데 성공했다. 이를 통해 기존보다 50% 이상 성능을 향상시켰다.
이승복 에너지기술연구원 박사는 “신개념 나노구조 공기극 기술 연료전지와 수전해전지에 모두 적용될 수 있는 확장성이 뛰어난 기술”이라며 “향후 가역 고체산화물 전지의 성능과 내구성 향상을 위한 중요한 연구 결과로 활용 가능할 것”이라고 말했다.
유정근 기자 geun@e2news.com