기존보다 300℃나 낮은 온도에서도 전지 성능이 저하되지 않는 새로운 전극 소재가 개발됐다.
김건태 UNIST 교수(친환경에너지공학부)를 포함한 국제 공동연구팀은 최근 고체산화물 연료전지의 성능과 안정성을 높일 수 있는 새로운 전극 소재를 개발했다.
국제 공동연구팀은 김 교수와 메일린 류 미국 조지아공대 교수, 신지영 동의대 교수다. 이번 공동연구는 교육부와 한국연구재단의 세계수준의 연구중심대학(WCU)육성사업의 지원 아래 수행됐다.
고체산화물 연료전지는 구조가 단순하고 소재 가격이 상대적으로 저렴하다. 하지만 800~1000℃의 고온 환경에서 작동해 값비싼 고온 합금이나 세라믹 소재가 필요하다. 고온에서 장시간 사용 시에는 내구성이 저하된다.
김 교수 팀이 개발한 소재는 기존 대비 300℃가량 낮은 500~700℃에서 구동해도 전지 출력 밀도와 내구성이 그대로 유지되는 `이중층 페로브스카이트 전극`이다.
시험 결과 600℃에서 1000℃ 환경과 비슷한 2.2W/㎝²의 출력을 나타냈다. 안정성 시험에서는 550℃에서 150시간 동안 전압 및 전류가 안정적으로 유지됐다.
김건태 교수는 “고체산화물 연료전지는 구동 온도를 낮추면 공기극에서 산소 이동이 느려지고 결국 반응이 원활하지 못해 출력에 악영향을 준다”며 “개발 소재는 구조상의 기공 채널을 통해 산소 이온이 지그재그로 빠르게 이동 확산돼 산소 환원반응이 원활하게 이뤄진다”고 말했다.
울산=임동식기자 dslim@etnews.com
