국내 연구진, 수소 연료전지 성능 저하·원인 규명 기술 개발

에너지공대·에너지기술연구원 공동 참여…세계 권위지 등재

(나주=연합뉴스) 송형일 기자 = 한국에너지공대는 그동안 원인 규명에 어려움을 겪었던 수소 연료전지의 성능 저하와 원인을 직접 확인할 수 있는 새로운 기술을 개발했다고 14일 밝혔다.

고분자 전해질 연료전지(PEMFC)의 반응 모니터링 분석 기술을 개발한 이번 연구는 에너지공대 김형준 교수와 한국에너지기술연구원 우상혁 선임연구원 등이 공동으로 참여했다.

고분자 전해질 연료전지는 양성자를 이동시키는 전해질막을 이용해 전기를 만드는 양이온 교환막 연료전지와 수산화 이온을 이용하는 음이온 교환막 연료전지가 있다.

이 연료전지의 상용화를 위해서는 장시간 성능을 유지하는 안정성과 연료전지에 이상이 발생하면 그 원인을 실시간으로 분석하는 고도의 기술이 필수적이다.

개발 기술은 연료전지 전극 내에 부반응을 확인할 수 있는 지름 0.5cm 크기의 새로운 센싱(감지) 물질을 포함해 그 결과를 빨간색, 녹색, 청색의 수치로 해석해 보여준다.

이 값을 통해서 어떤 부반응에 의해 연료전지의 성능이 감소하는지 원인을 알 수 있는 방식이다.

특히 연료전지 시스템에서 전극 내 산성이나 염기성이 일정하게 유지되지 않으면 성능 저하가 바로 나타나는 사실도 확인했다.

양이온 교환막 연료전지 음극 센싱 물질을 통해 수산화 라디칼과 과산화수소가 생성되고, 음이온 교환막 연료전지의 음극과 양극 양쪽에서 양성자가 생성한다는 새로운 반응도 규명했다고 연구진은 설명했다.

개발된 센싱 물질과 분석 기술은 수소 전기차에 탑재하는 연료전지의 분석 수단과 고장 진단기로 이용할 수 있을 뿐만 아니라 수전해 시스템에서도 이용이 가능하다.

연구 성과는 화학과 응용 물리학 분야 세계적 권위지인 Advanced Functional Materials 11월호에 내(內) 표지 논문으로 선정됐다.

nicepen@yna.co.kr

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