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[IT뉴스]'친환경' 그린수소 생산속도 높인다...초고속 제조기술 개발

온카뱅크관리자

2025-10-28 11:07:29

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        <div class="article_view" data-translation-body="true" data-tiara-layer="article_body" data-tiara-action-name="본문이미지확대_클릭"> 
         <section dmcf-sid="He3jwtrNNN">
          <figure class="figure_frm origin_fig" contents-hash="97120de4847b9ca8ac6b51e6679a82a1f3425d2c5a6c19a69de5fad79aa8acd8" dmcf-pid="Xd0ArFmjca" dmcf-ptype="figure">
           <p class="link_figure"><img alt="KAIST(한국과학기술원) 기계공학과 이강택 교수(오른쪽) 연구팀의 기계공학과 유형민 박사과정, 기계공학과 장승수 박사과정(위 왼쪽부터)과 기계공학과 이동훈 석박통합과정, 기계공학과 윤가영 박사과정(아래 왼쪽부터). KAIST 제공" class="thumb_g_article" data-org-src="https://t1.daumcdn.net/news/202510/28/fnnewsi/20251028110248075dkrv.jpg" data-org-width="800" dmcf-mid="GX4SGVHlgj" dmcf-mtype="image" height="auto" src="https://img3.daumcdn.net/thumb/R658x0.q70/?fname=https://t1.daumcdn.net/news/202510/28/fnnewsi/20251028110248075dkrv.jpg" width="658"></p>
           <figcaption class="txt_caption default_figure">
            KAIST(한국과학기술원) 기계공학과 이강택 교수(오른쪽) 연구팀의 기계공학과 유형민 박사과정, 기계공학과 장승수 박사과정(위 왼쪽부터)과 기계공학과 이동훈 석박통합과정, 기계공학과 윤가영 박사과정(아래 왼쪽부터). KAIST 제공
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          <div contents-hash="aed134a917c82e8395d1042d7a49c640e35c20795224e300f0d298e821cc88e8" dmcf-pid="ZsQW561yog" dmcf-ptype="general">
           <br>[파이낸셜뉴스] 이산화탄소를 배출하지 않는 그린수소(Green Hydrogen) 생산의 핵심 기술인 고체산화물 전해전지(Solid Oxide Electrolysis Cell, SOEC)를 단 10분만에 완성할 수 있는 초고속 제조기술이 개발됐다. 이번 기술은 전지 제조의 에너지와 시간을 크게 줄여, 친환경 수소 시대를 앞당길 혁신으로 평가받고 있다. 
          </div>
          <p contents-hash="cf53882c17e845d7e8b9b5ba31ec1ccb2d908b39bc161debedf9c719e959665d" dmcf-pid="5OxY1PtWgo" dmcf-ptype="general">28일 KAIST(한국과학기술원)에 따르면 KAIST 기계공학과 이강택 교수 연구팀은 고체산화물 전해전지를 제조하기 위해 필요한 '소결' 과정을 6시간에서 10분으로 단축했다. 온도도 1400℃에서 1200℃로 낮추는 데 성공했다. </p>
          <p contents-hash="64a34927a1a30744b4142d8456b5a10594fb23cd8afc1676bb1296a0ada3b095" dmcf-pid="1IMGtQFYoL" dmcf-ptype="general">‘소결’ 은 전지를 이루는 세라믹 가루를 고온에서 구워 단단히 결합시키는 과정이다. 이 과정이 제대로 이루어져야 전지가 가스를 새지 않고(수소와 산소가 섞이면 폭발 위험), 산소 이온이 손실 없이 이동하며, 전극과 전해질이 단단히 밀착되어 전류가 원활히 흐른다. </p>
          <p contents-hash="cbbdd626452bd94cfd0cefa753b865dd67017c44db9beab6a1f4559b8180ccff" dmcf-pid="tCRHFx3Ggn" dmcf-ptype="general">연구팀은 마이크로파를 이용해 재료를 내부부터 균일하게 가열하는 ‘체적가열(Volumetric Heating)’기술을 적용해, 기존 수십 시간이 소요되던 소결(sintering) 과정을 30배 이상 단축하는데 성공했다. 기존에는 1400℃ 이상의 고온에서 장시간 처리해야 했는데 이번 연구에서는 마이크로파를 이용해 내부부터 동시에 가열함으로써, 단 10분 만에 1200℃에서도 안정적인 전해질 형성이 가능함을 입증했다. </p>
          <p contents-hash="05fb56bfa302c3e7b9a6115e475bdd3fbb0d165c2d1fa80078f5b89a3fcc4808" dmcf-pid="FheX3M0HNi" dmcf-ptype="general">기존 공정에서는 전지를 만들 때 필수 재료인 세리아(CeO₂) 와 지르코니아(ZrO₂)가 너무 높은 온도에서 서로 섞여버려, 재료의 품질이 떨어지는 문제가 있었다. 하지만 KAIST의 새 기술은 이 두 재료가 서로 섞이지 않는 알맞은 온도에서 단단하게 붙도록 조절해, 흠집 없이 치밀한(빈틈 없는) 전해질층을 만드는 데 성공했다. </p>
          <p contents-hash="aadca5fbda9f96956218913be5b36f181d3cfc69172e91b38df7756ccd5a9aae" dmcf-pid="3ldZ0RpXkJ" dmcf-ptype="general">기존 일반 소결 공정은 약 36.5시간이 소요됐으나, 이번 마이크로웨이브 기술은 70분 만에 완료되어 약 30배 이상 빠른 제조 속도를 보였다. </p>
          <p contents-hash="8079f645a19740bb3e6316444b3c744599ff1c682ae2be1b9208039897c8b404" dmcf-pid="0SJ5peUZcd" dmcf-ptype="general">그 결과, 새롭게 제작된 전지는 750℃에서 분당 23.7mL의 수소를 생산하고, 250시간 이상 안정적으로 작동하며 우수한 내구성을 보였다. 또 3차원 디지털 트윈 분석(가상 시뮬레이션)을 통해 초고속 가열하는 소결 공정이 전해질(전지 속 재료)의 치밀도를 높이고, 연료극 내 산화니켈(NiO) 입자의 비정상적으로 커지지 않도록 조절함으로써 수소 생산 효율을 향상시킨다는 사실을 규명했다. </p>
          <p contents-hash="2232ab29bb709abcc91773c5db78a77bf926f36b5b6887c88f1000d86ac20d9e" dmcf-pid="pvi1Udu5ke" dmcf-ptype="general">이강택 교수는 “이번 연구는 고성능 고체산화물 전해전지를 신속하고 효율적으로 제조할 수 있는 새로운 제조 패러다임을 제시한 성과”라며, “기존 공정 대비 에너지 소비와 시간 비용을 획기적으로 절감할 수 있어 상용화 가능성이 매우 높다”고 밝혔다. </p>
          <p contents-hash="9f9db0e45d83558ab8d68618e39a00fffded512837eed0a6886b92bcb133c32b" dmcf-pid="UTntuJ71oR" dmcf-ptype="general">기계공학과 유형민, 장승수 박사과정생이 공동 제1 저자로 참여한 이번 연구는 국제 학술지인 어드벤스드 머티리얼스(Advanced Materials) (IF: 26.8) 10월 2일자 온라인판에 게재됐다. 또 해당 논문은 연구의 파급력을 인정받아 표지논문 (Inside front cover) 으로 선정됐다.</p>
          <p contents-hash="95b48e5d7bd9e0866f8ca1b849162baa5c22c2924fed969c86f85d07261ac275" dmcf-pid="uyLF7iztoM" dmcf-ptype="general">jiany@fnnews.com 연지안 기자</p>
         </section> 
        </div> 
        <p class="" data-translation="true">Copyright © 파이낸셜뉴스. 무단전재 및 재배포 금지.</p>

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