국내 연구진이 고분자 물질인 나피온막의 이온전도도를 크게 향상시킬 수 있는 전기장 구조제어 기술을 개발했다. 연료전지 등 에너지 시스템 개선에 적용할 수 있을 것으로 예상된다.
광주과학기술원(GIST)은 문승현 지구·환경공학부 교수팀이 연료전지와 배터리에서 핵심적인 역할을 수행하는 나피온막의 이온전도도를 전기장을 이용한 구조제어로 세계 최고 수준으로 향상시켰다고 5일 밝혔다.
나피온과 같은 불소계 막 시장은 최근 3년 사이 80배가량 성장해 오는 2022년에는 1조1000억원 가량의 시장을 형성할 것으로 예상되고 있다. 하지만 국내에서는 생산 초기 단계다.
문 교수팀은 전체 구조를 지탱하는 백본과 전하를 전달하는 작용기로 구성된 나피온 막을 제조하는 동시에 작용기가 이온과 형성하고 있는 쌍극자에 전기적인 힘을 가해 무작위로 퍼져있는 구조 내의 작용기를 규칙적으로 정렬했다.
그 결과 기존 비불소계 막과 비교했을 때 세계 최고 수준인 2배 가까이 이온전도도가 향상된다는 사실을 확인했다. 이온전도도가 높으면 이온교환막이 양극 사이에서 전하를 빨리 전달한다는 것을 의미한다.
문 교수는 “그동안 비불소계 막에서 가장 대중적으로 사용된 나피온막 효율을 크게 향상시킨 연구 결과를 얻었다”면서 “향후 연료전지와 차량용 배터리 등과 같은 에너지 시스템 개선에 적용할 수 있을 것”이라고 말했다.
광주=김한식기자 hskim@etnews.com
