(대전=연합뉴스) 정찬욱 기자 = 국립한밭대는 신소재공학과 김정현 교수 국제 공동 연구팀이 차세대 고체산화물 연료전지(SOFC)의 공기극 설계 핵심인 산화 분위기에서의 금속 Co(일산화탄소) 용출 기제를 규명, 연료전지 성능을 비약적으로 향상할 수 있는 가능성을 입증했다고 23일 밝혔다.
고체산화물 연료전지는 수소와 산소의 전기적 반응을 통해 전기를 생산하는 전지로, 이산화탄소를 배출하지 않아 차세대 친환경 에너지원으로 불린다.
연구팀에 따르면 조성 변화에 따른 차이를 분석한 결과, 고온 산화 조건에서 Fe(철)-O(산소) 결합 강도에 비해 약한 Co-O 결합이 먼저 파괴돼 Co가 산소를 방출, 산소 공공(빈자리)을 형성했다.
산소 내부 손실과 함께 Co 이온이 함께 산화물 표면 방향으로 확산해 Co 금속이 용출되고, 시간이 지남에 따라 결정 입자가 커지는 특성을 발견했다.
이와 함께 금속 Co 용출에 따른 촉매 효과로 공기극에서의 산소 환원 반응이 활성화되고, 면적 비저항이 감소하는 현상을 확인했다.
김정현 교수는 "비화학량론 조성에서의 산화 분위기 금속 Co 용출이 실제 작동 환경에서도 안정적인 공기극 특성을 발현함으로써, 공기극 성능 향상을 위한 전극 설계 기술에 기여할 것"이라고 말했다.
박정윤 석사과정생이 제1 저자로, 고체산화물 연료전지·고체 수전해 연료전지 전문 기업인 에프씨아이, 브루나이 다루살람 국립대가 공동 참여한 이번 연구 결과는 에너지 소재·전기화학 분야 국제 학술지 '저널 오브 파워 소서스'(Journal of Power Sources) 온라인판에 게재됐다.
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