이산화탄소→유용한 물질 만들고, 전기도 만드는 전극 개발 작성일 05-03 28 목록 <div id="layerTranslateNotice" style="display:none;"></div> <strong class="summary_view" data-translation="true">UNIST·POSTECH·서울대·NUIST, 이중층수산화물 기반 고성능 고체산화물전지 전극 개발</strong> <div class="article_view" data-translation-body="true" data-tiara-layer="article_body" data-tiara-action-name="본문이미지확대_클릭"> <section dmcf-sid="GD2Bx2cnlJ"> <p contents-hash="eab34aae52d874c135d4247711edb86b8e0951f788ac4509cc314b3eeba63817" dmcf-pid="HwVbMVkLyd" dmcf-ptype="general">[아이뉴스24 정종오 기자] 지구가열화의 주범인 이산화탄소를 유용한 물질로 바꿔주고 수소로 전기도 만들 수 있는 장치의 성능과 수명을 획기적으로 개선하는 전극 물질이 개발됐다.</p> <p contents-hash="b53102b3c6554b8c3ae1faf46c4d4748ce416b6bfda8861f59c371a82a5df541" dmcf-pid="XrfKRfEoTe" dmcf-ptype="general">울산과학기술원(UNIST) 신소재공학과 조승호 교수팀은 포항공대(POSTECH) 안지환 교수, 서울대 한정우 교수, 중국 난징정보과학기술대 부윈페이 교수팀과 함께 이중층수산화물을 이용해 고온에서도 성능이 떨어지지 않는 고체산화물전지(SOC) 전극을 개발했다.</p> <p contents-hash="c73d90e07122c8ede9f976911412619c6521c7c46cea4264c96b23502fa8cb01" dmcf-pid="ZWiRAivmyR" dmcf-ptype="general">고체산화물전지는 수소나 메탄 같은 연료를 이용해 전기를 생산하는 장치다. 수소차의 연료전지와 달리 전기를 넣으면 반대로 반응을 돌릴 수 있다. 심야에 남는 전기로 다시 수소를 만들거나 온실가스인 이산화탄소를 분해해 산업용 가스인 일산화탄소를 만들 수도 있다.</p> <figure class="figure_frm origin_fig" contents-hash="37fdf419eeede88a68c76e869ba2c408b517870ad8a97546bec1b4bf72ca2c54" dmcf-pid="5YnecnTsWM" dmcf-ptype="figure"> <p class="link_figure"><img alt="UNIST 캠퍼스. [사진=UNIST]" class="thumb_g_article" data-org-src="https://t1.daumcdn.net/news/202605/03/inews24/20260503090150298xcme.jpg" data-org-width="580" dmcf-mid="YZnecnTsyi" dmcf-mtype="image" height="auto" src="https://img3.daumcdn.net/thumb/R658x0.q70/?fname=https://t1.daumcdn.net/news/202605/03/inews24/20260503090150298xcme.jpg" width="658"></p> <figcaption class="txt_caption default_figure"> UNIST 캠퍼스. [사진=UNIST] </figcaption> </figure> <p contents-hash="070ef5e4c87ce02992cc9ecf3c413278f879a8aae18bc54ff7179df4f0cb913a" dmcf-pid="1GLdkLyOlx" dmcf-ptype="general">연구팀이 개발한 전극은 지지체와 촉매 모두 금속으로 이뤄져 있어서 내구성이 뛰어나다. 기존 전극은 세라믹 지지체에 금속 촉매가 얹혀 있는 형태이다. 세라믹과 금속 간의 구조 차이로 인해 600℃ 이상의 고온에서 장기 가동 시 금속 촉매가 뭉치거나 떨어져 나가는 문제가 있었다.</p> <p contents-hash="5e0eb41c53156a9c62ecdd35559037db8ad2eaf04edb97acb85a56a6237f8a74" dmcf-pid="tHoJEoWIyQ" dmcf-ptype="general">개발한 새로운 전극을 적용한 결과 800℃에서 수소를 연료로 사용했을 때 기존 전극보다 약 1.5배 향상된 최대 출력(1.57 W/cm²)을 기록했다. 전기를 주입해 이산화탄소를 분해함으로써 일산화탄소를 생산하는 실험에서도 200시간 동안 안정적으로 작동하며 내구성을 입증했다.</p> <p contents-hash="f9fbc7aa16ae754c7a5c2af965ca94438b2cca19fce798eb606cb39e950f51a8" dmcf-pid="FXgiDgYCSP" dmcf-ptype="general">지지체와 촉매 모두 금속인 전극을 만들 수 있었던 이유는 원료인 이중층수산화물 덕분이다. 이중층수산화물은 서로 다른 금속 이온이 한 층 안에 고르게 섞여 있다. 이 층이 겹겹이 쌓인 구조의 물질이다. 코발트와 철 이온이 섞인 이중층수산화물을 먼저 공기 중에서 한 번 가열해 지지체 역할을 할 금속 합금 뼈대를 굳힌뒤, 이를 다시 수소를 넣어 가열하면 촉매 역할의 합금 나노 입자가 지지체 표면으로 솟아오르게(용출) 되는 원리다.</p> <p contents-hash="a6c0f40375b1a41103384b72837c9da0427f31012bfd2b165c80551facee521b" dmcf-pid="3ZanwaGhl6" dmcf-ptype="general">연구팀은 온도와 가열 환경별 이중층수산화물의 내부 구조(상변화)를 체계적으로 분석해 이 같은 물질을 합성해 낼 수 있었다. 또 첨가제(GDC)를 전극에 넣어 반응에 필요한 산소가 빠르게 공급되도록 했다.</p> <p contents-hash="f8799406d50c1216abcac82ed6fb38ecfe6ec79f06379245f68ab8b368e001da" dmcf-pid="05NLrNHlv8" dmcf-ptype="general">공동연구팀은 “전극 교체를 줄여 장치 운영 비용을 낮춤으로써 고체산화물전지의 대중화에 이바지할 수 있을 것”이라며 “수소와 전기 생산, 이산화탄소 업사이클링까지 연결되는 기반 기술”이라고 설명했다.</p> <p contents-hash="02311a387f9629a35183cb284d130d76840b54de0741261fb3b7a02756f83f8c" dmcf-pid="p1jomjXSS4" dmcf-ptype="general">연구팀은 이어 “이중층수산화물은 그동안 저온 촉매나 배터리 전극 등에 주로 쓰이던 물질인데, 이번 연구에서는 이 물질이 고온에서 어떻게 변하는지를 분석해 고체산화물전지 전극으로 처음 적용했다는 점에서도 의미 있는 연구”라고 덧붙였다.</p> <p contents-hash="6446a6eedc41fa0b1befe579622aa0104a730f207bfd2facdf4f26b74803f805" dmcf-pid="UHoJEoWISf" dmcf-ptype="general">이번 연구에는 UNIST 에너지화학공학과 졸업생 김현민 연구원(現스탠포드대), UNIST 신소재공학과 졸업생 김윤서 연구원(現 한국과학기술연구원), 서울대 재료공학부 서화경 연구원이 제1저자로 참여했다.</p> <p contents-hash="070b3ad5113ed1b90b112fd57ba4007f2e22c713cd33d2635ec272138d59816c" dmcf-pid="uXgiDgYCCV" dmcf-ptype="general">연구 성과((논문명: Engineering Metal-Metal Junctions From Layered Double Hydroxide Frameworks for High-Rate Solid Oxide Cells))는 재료 분야 국제학술지 ‘어드밴스드 펑셔널 머티리얼즈(Advanced Functional Materials)’에 4월 16일 출판됐다.</p> <address contents-hash="d35d8fc2c7d9c0918211c0e8f7118ea80aeef3a5794da35e80c582d756910d40" dmcf-pid="7ZanwaGhS2" dmcf-ptype="general">/정종오 기자<a href="mailto:ikokid@inews24.com" target="_blank">(ikokid@inews24.com)</a> </address> </section> </div> <p class="" data-translation="true">Copyright © 아이뉴스24. 무단전재 및 재배포 금지.</p> 관련자료 이전 [위클리배터리] 1분기 저점 도달한 K-배터리…하반기 美 ESS·EU EV 효과 기대감 05-03 다음 삼성 파운드리 4나노 내년까지 '풀부킹'…하반기 흑자전환 시동 05-03 댓글 0 등록된 댓글이 없습니다. 로그인한 회원만 댓글 등록이 가능합니다.
