나노 촉매가 접합된 전극 구조./사진제공=KIST수소를 연료로 하여 전기를 생산하는 가역 고체산화물전지가 미래 청정에너지 기술로 주목받고 있다.
국내 연구진이 고온에서 작동하는 가역 고체산화물전지의 성능과 안정성을 획기적으로 향상시킬 수 있는 나노 촉매 기술을 개발했다.
한국과학기술연구원(KIST) 고온에너지재료연구센터 윤경중 박사팀은 고온에서 안정된 구조를 유지할 수 있는 나노 사이즈의 촉매를 개발하였고, 이를 가역 고체산화물전지에 적용하여 전력 생산과 수소 생산의 효율과 안정성을 크게 향상시킬 수 있는 기술을 개발했다고 27일 발표했다.
가역 고체산화물전지는 700도 이상의 높은 온도에서 작동하는데, 이러한 고온의 환경에 나노 소재가 노출될 경우 화학적, 구조적 변형이 발생한다. 따라서 이 분야에 나노 기술을 적용하는 것은 한계가 있었다.
KIST 윤경중 박사팀은 나노 촉매의 형상과 크기, 분포를 정확히 조절할 수 있는 화학용액 침투공정을 개발하여 이 문제를 해결했다.
이를 통해 700도 이상의 고온에서도 안정적인 나노 촉매가 접합된 고성능 전극을 제조했다.
이 기술을 적용한 결과, 기존 전극이 적용된 연료전지에 비하여 전력생산은 1.5배, 수소 생산량은 2배 이상 향상되었고 장시간 사용에 따른 성능 감소가 전혀 발생하지 않았다.
KIST 윤경중 박사는 “이번 기술 개발이 가역 고체산화물전지의 상용화를 앞당기는데 크게 기여할 것으로 예상된다”라고 말했다.
미래창조과학부 지원으로 KIST 기관고유사업과 산업부 에너지기술평가원 에너지기술개발사업으로 수행되었으며 이번 연구결과는 나노에너지에 18일 온라인 게재됐다.
윤경중 KIST 고온에너지재료연구센터 박사 /사진제공=KIST
