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[IT뉴스]“250℃ 고온서도 작동” 세계 최고 성능…韓 ‘차세대 수소연료전지’ 만든다

온카뱅크관리자

2024-10-30 12:00:56

<div id="layerTranslateNotice" style="display:none;"></div>  <strong class="summary_view" data-translation="true">- KIST, 250℃ 이상 고온에서 구동하는 핵심 소재 개발</strong> 
        <div class="article_view" data-translation-body="true" data-tiara-layer="article_body" data-tiara-action-name="본문이미지확대_클릭"> 
         <section dmcf-sid="qlLe46Iiz4">
          <figure class="figure_frm origin_fig" dmcf-pid="BmR6b9Dx3f" dmcf-ptype="figure">
           <p class="link_figure"><img alt="전해질막 기반 고온 연료전지의 유기액상수소저장체(NEC, 메탄올) 직결 구동 성능 비교 및 에너지효율 모식도.[KIST 제공]" class="thumb_g_article" data-org-src="https://t1.daumcdn.net/news/202410/30/ned/20241030120058620foec.jpg" data-org-width="592" dmcf-mid="f2j6b9Dx3r" dmcf-mtype="image" height="auto" src="https://img3.daumcdn.net/thumb/R658x0.q70/?fname=https://t1.daumcdn.net/news/202410/30/ned/20241030120058620foec.jpg" width="658"></p>
           <figcaption class="txt_caption default_figure">
            전해질막 기반 고온 연료전지의 유기액상수소저장체(NEC, 메탄올) 직결 구동 성능 비교 및 에너지효율 모식도.[KIST 제공]
           </figcaption>
          </figure>
          <p dmcf-pid="bsePK2wM0V" dmcf-ptype="general">[헤럴드경제=구본혁 기자] 국내 연구진이 세계 최고 성능의 내구성을 갖춘 ‘수소연료전지’ 핵심 소재 개발에 성공했다.</p>
          <p dmcf-pid="KIJx2fme72" dmcf-ptype="general">한국과학기술연구원(KIST) 수소‧연료전지연구단 이소영, 남석우 박사 연구팀은 한국에너지공과대학교 김형준 교수 연구팀과 공동연구를 통해 꿈의 온도라 불리는 250°C 이상의 고온에서 구동할 수 있는 독자적인 연료전지 전해질막 및 막전극접합체(MEA)를 개발했다고 밝혔다.</p>
          <p dmcf-pid="9CiMV4sdz9" dmcf-ptype="general">연구진은 이번 연구에서 KIST의 세륨포스페이트 자가조립 기술에 한국에너지공과대학교의 파라-폴리벤지이미다졸(p-PBI) 합성 기술을 접목한 신규 합성법을 개발, 기존 PBI 기반 전해질막보다 150~300°C 범위에서도 뛰어난 전기화학적 성능과 내구성을 유지하는 데 성공했다.</p>
          <div dmcf-pid="2c89U7Nf3K" dmcf-ptype="general">
           <p>연구팀은 자가조립형 세륨포스페이트 파라-폴리벤지이미다졸 고분자 전해질막을 설계해 막전극접합체(MEA)를 구현했다. 이를 한 반응기 안에서 파라-폴리벤지이미다졸과 세륨 수소 인산염(CeHP)을 결합해 온도 상승에 따른 자가조립이 가능한 새로운 고분자 전해질막을 설계했다. 그 결과, 250°C에서도 연료전지의 에너지밀도에 영향을 미치는 수소 이온의 높은 이온전도성을 안정적으로 유지할 수 있었다. 또한 200°C 이상에서 작동 시 고순도 수소가 아닌 메탄올과 수소저장유기물(LOHC)를 직접 연료전지에 공급할 수 있어 효율이 높아지고, 가솔린 등의 연료 인프라를 그대로 활용 가능하다는 장점까지 확보돼 높은 경제성과 지속성을 제공할 수 있다.</p>
          </div>
          <figure class="figure_frm origin_fig" dmcf-pid="Vk62uzj40b" dmcf-ptype="figure">
           <p class="link_figure"><img alt="남석우 KIST 박사.[KIST 제공]" class="thumb_g_article" data-org-src="https://t1.daumcdn.net/news/202410/30/ned/20241030120102136pcwh.jpg" data-org-width="963" dmcf-mid="73BUZ1dzp6" dmcf-mtype="image" height="auto" src="https://img2.daumcdn.net/thumb/R658x0.q70/?fname=https://t1.daumcdn.net/news/202410/30/ned/20241030120102136pcwh.jpg" width="658"></p>
           <figcaption class="txt_caption default_figure">
            남석우 KIST 박사.[KIST 제공]
           </figcaption>
          </figure>
          <p dmcf-pid="fEPV7qA8UB" dmcf-ptype="general">이번에 개발한 ‘SAN-CeHP-PBI’ 기반의 연료전지는 250°C 조건에서 최대 출력 밀도가 세계 최고 수준인 2.35 W/cm²를 달성했으며, 80~160°C 열 사이클링 테스트에서 기존 대비 10배 이상의 5000시간 이상의 장시간 운전이 가능함을 입증했다. 또한 160~240°C 중고온 열 사이클링 테스트에서도 500시간 이상 성능 저하 없이 장시간 운전이 가능함을 확인했다.</p>
          <p dmcf-pid="4Q3Zvy8t3q" dmcf-ptype="general">남석우 박사는 “이번 연구 결과는 해외 선진국들의 성과를 넘는 혁신적 성과이며, 글로벌 TOP 전략연구단의 핵심 기술로 미래 에너지의 핵심이 될 수소연료전지 기술의 글로벌 패권을 선도할 것으로 기대된다”고 밝혔다.</p>
          <p dmcf-pid="8x05TW6F0z" dmcf-ptype="general">김형준 한국에너지공과대학교 교수는 “이 시스템은 다양한 산업에 걸쳐 지속 가능한 에너지원으로 자리매김하고 중대형 상용차, 도심 항공 모빌리티(UAM), 잠수함 등에 적용해 친환경 모빌리티 생태계 조성을 앞당길 것"이라고 말했다.</p>
          <p dmcf-pid="6Mp1yYP3u7" dmcf-ptype="general">이번 연구성과는 국제학술지 ‘네이처 에너지’에 게재됐다.</p>
          <p dmcf-pid="PqTCEwuS7u" dmcf-ptype="general">nbgkoo@heraldcorp.com</p>
         </section> 
        </div> 
        <p class="" data-translation="true">Copyright © 헤럴드경제. 무단전재 및 재배포 금지.</p>

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