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포스텍, '수소자동차 연료전지' 원천기술 개발 |
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박문정 교수팀..네이처 커뮤니케이션 온라인판 게재
공해물질이 전혀 배출되지 않아 세계 각국이 경쟁적으로 개발에 나서고 있는 '수소자동차 연료전지'의 필수 원천기술이 포스텍(포항공과대) 연구팀에 의해 개발됐다.
10월5일 포스텍은 화학과(WCU.첨단재료과학부) 박문정(33) 교수, 박사과정 김성연(25)씨 팀이 물을 용매로 이용하지 않으면서도 높은 수소 전도율을 보여 백금 촉매의 일산화탄소 피독현상을 방지할 수 있는 고분자-이온성 액체 나노 구조체를 처음으로 개발했다고 밝혔다.
연구팀이 개발한 물질은 지금까지 수소 연료전지에 사용돼 온 미국 듀폰사의 Nafion보다 생산비용은 낮췄으면서 165℃의 고온에서도 전도성 면에서 우수한 성능을 보여 연료전지의 원천기술을 확보했다는 점에서 의미가 큰 것으로 평가되고 있다.
연구팀은 습기가 없는 165℃의 고온에서 최대 0.045 S/cm의 전도율을 보여 같은 온도에서 최대 0.014 S/cm인 Nafion에 비해 전도율이 3배가 넘고 미국 에너지관리국이 정한 수소연료전지 전해질의 개발목표(습도 25% 환경, 120℃ 이상 온도에서 작동 가능)를 훨씬 상회하는 수준이라고 설명했다.
특히 유연하고 내구성이 좋아 이온성 액체의 농도를 증가시키거나 고분자를 변화시키는 것만으로도 기능을 자유자재로 조절할 수 있고 탄소와 수소로만 이루어진 물질인 Nafion에 비해 생산비용도 10배가량 절감할 수 있는 것이 특징이다.
이번 연구성과는 과학전문지 네이처의 자매지인 '네이처 커뮤니케이션' 온라인 속보(10월5일자.현지시간)에 게재됐다.
박 교수는 "자동차용 수소연료전지를 상용화하기 위해서는 전지의 성능을 저해하는 백금촉매의 일산화탄소 피독문제를 해결할 수 있는 전해질 개발이 필수적"이라며 "이 신물질은 물이 없고 고온인 환경에서 기존의 고분자 전해질 물질에 비해 뛰어난 전도성을 보여 연료전지 기술개발에 중요한 역할을 할 것으로 기대하고 있다"고 말했다.
이번 연구는 교육과학기술부와 한국연구재단이 지원하는 세계수준의 연구중심대학 육성사업의 지원을 받아 수행했다.
<용어설명>
▲일산화탄소(CO) 피독현상 = 연료전지의 촉매로 사용되는 백금에 일산화탄소가 흡착돼 활동 가능 면적이 급격하게 줄어들면서 전지 전체의 성능을 떨어뜨리는 현상.
▲S/cm = 전도도의 단위. 1cm당 1Siemen이라는 의미로 1Siemen은 1/옴(ohm)이다.
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