차세대 연료전지인 프로톤 세라믹 전지의 가격은 낮추고 성능은 높이는 전해질 합성법이 개발됐다. 한국과학기술연구원(KIST)은 수소에너지소재연구단 지호일 책임연구원 연구팀이 금오공대 최시혁 교수와 공동으로 프로톤 세라믹 전지 전해질의 소결 온도를 낮출 수 있는 새로운 합성법을 개발했다고 28일 밝혔다. 소결은 가루 형태 물질을 뭉쳐 녹는점보다 낮은 열을 가해 서로 엉겨 붙게 해 입자가 조밀한 소재로 만드는 공정이다. 고체산화물 연료전지 등의 전해질을 만드는 데 활용된다. 고체산화물 연료전지는 전해질과 전극 등 모든 구성요소를 세라믹 같은 금속산화물로 만든 것으로 전력 생산과 수소 생산이 동시에 가능하고 600도 이상 고온에서도 작동해 효율이 높은 게 장점이지만, 값이 비싸고 오랜 기간 쓰면 성능이 떨어지는 문제가 있었다. 이를 극복하기 위해 산소이온 대신 크기가 작은 수소이온(프로톤)으로 이온 전도도를 높인 프로톤 세라믹 전지가 대안으로 떠오르고 있으나, 전해질을 만드는 데 1천500도 이상 고온이 필요하고 이 과정에서 전해질 구성 물질이 빠져나오는 현상이 상용화에 걸림돌이었다. 연구팀은 전해질 소결 온도를 낮추기 위해 하나 화합물로 구성한 분말을 소결하는 대
[헬로티] 수소를 중수소로 교환해 수소이온만 골라 추적...연료전지 양극 개발 토대 ▲수소를 중수소로 교환해 추적하는 기법 설명. (출처 : UNIST) UNIST 김건태 교수팀이 수소이온이 이중층 페로브스카이트 물질을 통과하는 속도를 알려 주는 정량 지표를 최초로 계산해 냈다. 계산에는 이온, 전자 등 여러 입자가 섞인 물질 내에서 수소이온만 골라 추적할 수 있는 기법을 사용했다. 이번 연구는 새로운 연료전지 양극소재 개발에 도움을 줄 것으로 기대된다. 이중층 페로브스카이트는 차세대 연료전지인 ‘양성자 세라믹 연료전지’(PCFC)의 양극(cathode) 소재로 주목받는 물질이다. 연료전지는 수소 등의 연료로 전기를 생산하는 친환경 발전 장치다. 그 중에서도 양성자세라믹연료전지는 비교적 저온에서 작동이 가능하며 수소뿐만 아니라 메탄과 같은 원료로도 발전이 가능하다는 장점으로 주목받고 있다. 양극 내에서 수소이온의 확산 특성은 연료전지 성능에 영향을 준다. 하지만 수소 이온은 작고 가벼울 뿐만 아니라 다른 전도 입자와 상호 작용을 잘한다. 이 때문에 수소이온 외에도 산소이온과 전자가 통하는 이중층 페로브스카이트 내에서는 독립적 움직임을 알
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