수소 생산 2배 늘리는 새 소재 나왔다...상용화 큰 진전
전체 맥락을 이해하기 위해서는 본문 보기를 권장합니다.
국내 연구진이 친환경 에너지원인 수소의 활용과 생산 효율을 크게 높일 수 있는 기술을 개발했다.
이번에 개발한 신소재를 사용하면 같은 시간에 수소를 2배로 만들 수 있어 수소에너지 상용화에 기여할 것으로 기대된다.
수소를 생산하는 수전해에 쓰거나 연료전지에서 효율을 높이기 위해 사용된다.
수전해에 사용했을 때는 수소 생산량이 분당 15.8㎖로 기존 대비 2배 이상 높은 효율을 보였다.
이 글자크기로 변경됩니다.
(예시) 가장 빠른 뉴스가 있고 다양한 정보, 쌍방향 소통이 숨쉬는 다음뉴스를 만나보세요. 다음뉴스는 국내외 주요이슈와 실시간 속보, 문화생활 및 다양한 분야의 뉴스를 입체적으로 전달하고 있습니다.
국내 연구진이 친환경 에너지원인 수소의 활용과 생산 효율을 크게 높일 수 있는 기술을 개발했다. 이번에 개발한 신소재를 사용하면 같은 시간에 수소를 2배로 만들 수 있어 수소에너지 상용화에 기여할 것으로 기대된다.
이강택 한국과학기술원(KAIST) 기계공학과 교수 연구진은 에릭 왁스만 미국 메릴랜드대 교수와 공동으로 전도성이 140배 높은 산소 이온 전도성 고체전해질 개발에 성공했다고 22일 밝혔다.
산소 이온 전도성 고체전해질은 친환경에너지원인 수소를 활용하는 데 필수 소재로 꼽힌다. 수소를 생산하는 수전해에 쓰거나 연료전지에서 효율을 높이기 위해 사용된다. 그러나 700도 이상의 고온을 필요로 하는 만큼 화학반응이 달라지거나 물리적 성질의 변화로 인해 효율이 낮아지거나 높은 유지비용이 필요하다는 문제가 있다.
연구진은 비스무트 산화물을 기반으로 새로운 형태의 산소 이온 전도성 고체전해질을 개발했다. 400도의 비교적 낮은 온도에서도 기존과 비슷한 수준의 이온 전도도를 나타내고, 최적 온도인 600도 수준에서는 이온전도도가 140배 이상 높아 수소 에너지 활용에 도움될 전망이다.
이전에도 비스무트 산화물 기반 전해질이 개발된 바 있으나 낮은 온도에서 이온 전도도가 급격하게 감소한다는 문제가 있었다. 연구진은 의도적으로 불순물을 넣는 ‘도핑’을 적용해 이런 문제도 해결했다. 1000시간 이상 사용해도 이온 전도도의 저하가 없어 장기간 사용에도 유리한 것으로 나타났다.
이렇게 만든 전해질을 이용해 만든 연료전지는 전력 생산 효율이 ㎠당 2W 수준으로 현재까지 보고된 소자 중 가장 높은 기록을 달성했다. 수전해에 사용했을 때는 수소 생산량이 분당 15.8㎖로 기존 대비 2배 이상 높은 효율을 보였다.
이 교수는 “중저온 영역대에서도 안정적으로 높은 전도도를 유지할 수 있어 세라믹 소자의 높은 작동 온도를 낮추는 데 기여할 것”이라며 “탄소중립 실현을 위한 에너지·환경 소자 상용화에 본 기술을 적용할 수 있을 것”이라고 말했다.
연구 결과는 국제 학술지 ‘어드벤스드 머티리얼즈’에 지난달 17일 소개됐다.
참고자료
Advanced Materials, DOI: https://doi.org/10.1002/adma.202306205
- Copyright ⓒ 조선비즈 & Chosun.com -
Copyright © 조선비즈. 무단전재 및 재배포 금지.
- 메탄올 추진선 건조 다시 韓으로… 中과 기술 격차 여전
- SK하이닉스, 청주 M15X 공장 생산설비 발주 개시… “투자 앞당겨 수요 대응”
- 유럽 자동차 시장이 어쩌다가, 위기 시작은 중국
- 근육 늘리고 지방 줄이면 치매 위험 감소
- 故 김수미 “이렇게 예쁜데 어떻게 시골 할머니 하나 했지만…” 남다른 연기 열정 재조명
- [과학영재교육 갈림길]① “영재교육 사라지고 대학입시만 남았다”
- HD현대마린 급등에 1조 대박 예고... KKR 보유 1000만주, 내달 보호예수 풀린다
- “어디에 살든 15분 생활권 가능”… UAM 선두주자 中 이항, 상업 운행 코앞
- [벤처 인사이드] “하이퍼스케일러 수요↑램프업 시작됐다”...시총 1兆 돌파한 파두 남이현 대
- 중동·아프리카 5G 수요 공략 나선 통신장비 업계… 화웨이 이어 노키아·에릭슨·삼성도 경쟁 가