그린수소 생산장치 성능·수명 동시 향상 작성일 03-13 35 목록 <div id="layerTranslateNotice" style="display:none;"></div> <div class="article_view" data-translation-body="true" data-tiara-layer="article_body" data-tiara-action-name="본문이미지확대_클릭"> <section dmcf-sid="4wm69erNRT"> <figure class="figure_frm origin_fig" contents-hash="9fa8939b871292c2ca939a0b28047e09cc7a034a8c10facd74a8088d9e73409d" dmcf-pid="8jc976Aiev" dmcf-ptype="figure"> <p class="link_figure"><img alt="왼쪽부터 이원영 성균관대 기계공학부 교수, 박중덕 삼성전기 마스터, 방세희·유현식 박사과정생. 성균관대 제공" class="thumb_g_article" data-org-src="https://t1.daumcdn.net/news/202603/13/dongascience/20260313152204499mtcq.png" data-org-width="680" dmcf-mid="fKVyCZ2uMy" dmcf-mtype="image" height="auto" src="https://img1.daumcdn.net/thumb/R658x0.q70/?fname=https://t1.daumcdn.net/news/202603/13/dongascience/20260313152204499mtcq.png" width="658"></p> <figcaption class="txt_caption default_figure"> 왼쪽부터 이원영 성균관대 기계공학부 교수, 박중덕 삼성전기 마스터, 방세희·유현식 박사과정생. 성균관대 제공 </figcaption> </figure> <p contents-hash="1c0367570ff98d541d31eb97dded63b27022a17a75a693787b5d40a18fbc2c90" dmcf-pid="6Ak2zPcnnS" dmcf-ptype="general">국내 연구팀이 물을 전기로 분해해 청정에너지원 '그린수소'를 생산하는 장치인 수전해전지 성능과 내구성을 동시에 향상하는 데 성공했다.</p> <p contents-hash="071916a54fb6fdd24663df42c5a9afbe7b29e9e5261209e25079ab87fb92fa61" dmcf-pid="PcEVqQkLdl" dmcf-ptype="general"> 성균관대는 이원영 기계공학부 교수팀이 삼성전기 중앙연구소와 산학 공동연구를 통해 새로운 고성능 고체산화물 수전해전지(SOEC) 설계법을 제시했다고 13일 밝혔다. 연구결과는 2월 '미국화학회(ACS) 나노'에 발표되고 1월 국제학술지 '어드밴스드 펑셔널 머티리얼즈' 표지 논문을 장식했다.</p> <p contents-hash="2548eb9d69bc506f23147fd554603342dc3897765a8718c605fd2135b1467b21" dmcf-pid="QkDfBxEoLh" dmcf-ptype="general"> 고체산화물 수전해전지는 700℃ 이상의 고온에서 수증기를 전기로 분해해 수소를 생산한다. 고온에서 장시간 작동하다 보면 전지 내부의 미세한 입자들이 뭉치거나 층이 박리돼 성능이 급격히 떨어지는 문제가 있다.</p> <p contents-hash="e0741d94f82ee78770f307e03dc1adfaf8426d1783756ff3a92b47ffd4eae83d" dmcf-pid="xEw4bMDgJC" dmcf-ptype="general"> 연구팀은 실제 산업 현장에서 바로 적용할 수 있는 2가지 설계 전략을 제시했다.</p> <p contents-hash="bbfbbe92bc55b18287a35c3e0e64661e5dfc959653d6288fc3cb723b0d9fcf4f" dmcf-pid="yzBhrWqFMI" dmcf-ptype="general"> 먼저 수소가 발생하는 곳인 연료극 촉매 입자 표면에 분말 기반 원자층 증착법(ALD)을 활용해 수 나노미터(nm, 1nm는 10억분의 1m) 두께의 얇은 막을 입혀 촉매 입자가 고온에서도 서로 뭉치지 않게 고정했다. 이후 증착된 구조가 촉매 활성을 향상해 수소 생산 효율이 기존보다 약 2배 높아졌다.</p> <p contents-hash="2aba50ac87959c338bffbb1c5f03cabd4d1aa6bcde4955299092294f87a2859f" dmcf-pid="WqblmYB3MO" dmcf-ptype="general"> 두 번째로 부산물인 산소가 발생하는 곳인 공기극과 전해질이 만나는 경계면에 약 50nm 두께의 나노 코팅층을 형성했다. 정전기로 미세 입자를 뿌리는 전기정전 분무증착법(ESD)을 사용해 전지 내부에서 층과 층 사이가 벌어지는 박리 현상을 막았다. 대기압에서도 구현할 수 있어 대규모 공장에 적용하기 유리하다는 점이 특징이다.</p> <p contents-hash="1ad19ff847d094cd3bdd4485f4fc3ba711fcae6b6c94b722b2d14ea160c9aa20" dmcf-pid="YBKSsGb0ns" dmcf-ptype="general"> 연구팀은 "차세대 수소 생산 장치의 상용화를 가로막던 수명 문제와 제조 공정의 어려움을 동시에 해결할 수 있는 실용적인 발판을 마련했다"고 설명했다.</p> <p contents-hash="6b452d5b708aae21bfb37ca06251e02921d941287939031b8674ef1251de6dbf" dmcf-pid="Gb9vOHKpdm" dmcf-ptype="general"> 이 교수는 "고체산화물 수전해전지의 상용화에 있어 가장 큰 걸림돌이었던 전극 구조의 변화와 계면 박리 문제를 산학 협력을 통해 극복한 사례"라며 "나노 기술을 실제 제조 공정에 도입해 수소 에너지 시대를 앞당길 수 있는 실용적인 플랫폼을 제시했다"고 밝혔다.</p> <p contents-hash="6e9d77c7d70af1fa49d4082c49e2033ef0e6fff0a518bef82d522e576b1a8e11" dmcf-pid="HK2TIX9Uir" dmcf-ptype="general"> 연구에 참여한 박중덕 삼성전기 마스터는 "고체산화물 수전해전지의 성능과 내구성 향상을 위한 제조 기술의 가능성을 확인했다"며 "관련 기술의 산업 적용 가능성을 높이기 위해 지속적으로 협력해 나갈 계획"이라고 말했다.</p> <p contents-hash="9ff49a93f69064ffa591ae405c01511e695ce7423520747f0058f5dc10029f8f" dmcf-pid="X9VyCZ2uRw" dmcf-ptype="general"> <참고 자료><br> - doi.org/10.1002/adfm.202525596<br> - doi.org/10.1021/acsnano.5c19038</p> <p contents-hash="c7b7edbb46015e68d7f2149cffc9b045a574eed02fa17e5873d3ff0414ba2214" dmcf-pid="Z2fWh5V7RD" dmcf-ptype="general">[이병구 기자 2bottle9@donga.com]</p> </section> </div> <p class="" data-translation="true">Copyright © 동아사이언스. 무단전재 및 재배포 금지.</p> 관련자료 이전 '71세' 이홍렬, '39세 미혼' 붕어빵 子 생각에 한숨 "언제 손주 선물 사보나" 03-13 다음 ‘임기 1년 연장’ 카카오게임즈 한상우, 신작 성과 올인 03-13 댓글 0 등록된 댓글이 없습니다. 로그인한 회원만 댓글 등록이 가능합니다.
