KIST가 개발한 수소전기차용 연료전지의 핵심소재인 고성능 고분자막(맨 오른쪽). /사진제공=KIST국내 연구진이 내구성과 전도성을 높인 고온형 고분자 전해질 연료전지(HT-PEMFC)용 전해질막을 개발했다. 이에 따라 수소전기차용 연료전지의 핵심 소재이나 기술 장벽이 높은 전해질막의 국산화에 기여할 수 있을 전망이다.
한국과학기술연구원(KIST)은 기존 전해질막보다 전도성이 44% 높고 시간에 따른 전압감소도 63% 더 낮게 나타나는 등 우수한 성능을 확보한 전해질막을 개발했다고 24일 밝혔다. 전해질막은 전극 사이에 수소이온을 전달하고 연료전지의 연료인 수소가 산소와 혼합되지 않게 분리하는 전지 소재다.
고온형 고분자 전해질 연료전지는 120℃ 이상에서 작동하는 전지다. 작동하며 생기는 열을 이용해 메탄올을 수소 연료로 변환하는 장점이 있으나 전지 전해질막의 내구성이 좋지 않아 상용화에는 애로가 있다. 현재 전해질막으로는 주로 인산을 추가한 폴리벤즈이미다졸(PBI) 계 소재를 쓰는데 160℃ 정도에서 녹는 문제가 있었다.
연구진은 안정성을 높이기 위해 설폰산기를 포함한 FBI를 합성하고 인산을 추가하는 방식으로 막을 만들었다. 새로 개발한 막은 160℃에서 손상되지 않았다.
헨켄스마이어 디억 KIST 책임연구원은 “이번 연구가 소수의 국가에서만 생산하고 있는 고온형고분자 전해질막의 국산화에 기여할 수 있을 것”이라고 밝혔다. 이번 연구는 ‘저널 오브 멤브레인 사이언스’ 온라인판에 실렸다. /고광본 선임기자 kbgo@sedaily.com
