[구미뉴스]=금오공과대학교(총장 이상철) 기계공학과 최시혁 교수(36) 연구팀이 미국 노스웨스턴 대학(Northwestern University)의 소시나 하일레(Sossina M. Haile) 교수 연구팀과의 공동 연구를 통해 고순도‧고효율 수소 생산이 가능한 프로톤 전도성 전해질 기반의 차세대 세라믹 수전해전지를 개발했다.
최근 환경문제로 친환경 수소차에 대한 관심이 높아지면서 수소를 에너지원으로 하는 다양한 기술이 주목받고 있다. 현재 대부분의 수소는 메탄의 수증기 개질법으로 생산되고 있는데 이 방법은 환경에 악영향을 주는 이산화탄소를 함께 배출시키는 단점이 있다. 이를 해결하기 위해 물을 전기로 분해해 수소를 생산하는 ‘수전해전지’기술이 청정 기술로 주목받고 있지만 이 역시 전기를 많이 소모한다.
한편, 구성요소가 모두 고체로 이뤄진 ‘고체산화물 수전해전지(Solid Oxide Electrolysis Cell, SOEC)’의 경우에는 기존 수전해전지 기술보다 적은 전기량을 사용해 더 많은 수소를 생산할 수 있다. 또한 프로톤 전도성 세라믹 소재를 전해질로 사용한 ‘프로톤 세라믹 수전해전지(Protonic Ceramic Electrolysis Cells, 이하 PCEC)’는 프로톤의 높은 전도도에 의해 낮은 작동 온도에서도 수전해 구동을 할 수 있다. PCEC는 생산된 수소와 수증기를 따로 분리할 필요가 없어 효율성이 높은 수전해 시스템 운용이 가능하다.
연구팀은 전자(electron)와 산소이온에 대한 높은 전도성과 함께 프로톤 전도 특성도 뛰어난 ‘삼중 전도성 공기극 소재’와 화학적으로 매우 안정된 ‘전해질 소재’를 개발, 이를 프로톤 세라믹 수전해전지에 적용함으로써 수전해 성능과 안정성을 극대화시켰다. 그 결과 600℃에서 1.3V의 전압을 가했을 때, 1cm2 면적의 전지에서 하루에 약 14L의 수소를 생산할 수 있는 성능을 구현하는데 성공했다. 이는 기존 연구에서 2배 이상 수소 생산량을 향상시킨 것으로, 500시간 이상 장기 구동에도 성능 감소 없이 우수한 수소 생산 효율을 구현했다.
최시혁 교수는 “이번에 개발된 프로톤 세라믹 수전해전지의 경우, 물을 전기분해하여 수소를 생산하는 수전해 기능을 향상하는 동시에 수소연료전지 기능을 하나로 완벽하게 결합했다”며, “이는 쓰고 남은 전기를 수소로 저장하고 이 수소를 사용하여 다시 전기로 변환이 가능해 수소 에너지 상용화에 중요한 역할을 할 것으로 기대된다”고 밝혔다.
이번 연구는 에너지 분야 최상위급 SCI 학술지인 ‘에너지 및 환경 과학(Energy & Environmental Science, Impact factor: 30.067)’의 1월호 온라인판에 “Protonic ceramic electrochemical cells for hydrogen production and electricity generation: exceptional reversibility, stability, and demonstrated faradaic efficiency”란 제목으로 게재됐다.
계좌번호 복사하기
Copyright @2024 구미뉴스. All rights reserved.
[구미뉴스 임양춘 대표기자]=경상북도는 28일 어르신에게 리마인드 웨딩 사진을 촬영해 액자로 제공하는 ‘어르신 생애 최고 사진’촬영 행사를 울릉도에서 가졌다. 어르신 생애 최...
[구미뉴스 임양춘 대표기자]=경상북도농업기술원은 최근 이상기후로 기상재해 발생이 늘어남에 따라 기상재해 정보를 사전에 받아 볼 수 있는 ‘농업기상재해 조기경보시스템’ 가입을 통해 ...
[구미뉴스 임양춘 대표기자]=이철우 지사는 이번 정부 가장 잘한 일은 바로 ‘지역 민간투자 촉진정책’이라고 말하며, 24조가 넘는 경북지역 민간투자에 대한 정부의 지원방안 발표에 ...
[구미뉴스 임양춘 대표기자]=경상북도는 27일 도청 회의실에서 이남억 대구경북공항추진본부장을 비롯한 용역기관, 담당 관계자 등 10여 명이 참석한 가운데 ‘경상북도 공항 운영권 참...
[구미뉴스 임양춘 대표기자]=경상북도는 28일부터 성년기에 진입한 청년에게 문화예술 경험 기회를 제공하고, 적극적 문화소비 주체로 활동하도록 지원하는 청년 문화예술패스 지원사업을 ...
[구미뉴스]=경상북도 소방본부는 지난 27일 고령소방서 119아이행복 돌봄터에 소방본부장이 방문‧점검하여 돌보미를 격려하고 소통‧공감 등의 시간을 가졌다. 119아이행복 돌봄...
[구미뉴스]=경상북도와 한국표준협회가 주관하는‘2024 경북 숙련 기술인 후계자 양성 지원사업’의 신청·접수가 오는 28일부터 다음 달 30일까지 진행된다. 경북 숙련 기술인...
[구미뉴스]=경상북도교육청구미도서관(관장 장선희)은 3월 27일 수요일 구미도서관 문화애뜰에서 정희숙 작가를 초청하여 60여명을 대상으로 특강‘내 삶을 바꾸는 정리’를 개최했다. ...
[구미뉴스 임양춘 대표기자]=경북교육청(교육감 임종식)은 22일 포항테크노파크에서 교육부 협약형 특성화고 지정을 위한 포항지역 산․학․관 업무 협약식을 했다. 협약형 특성화고...
[구미뉴스 임양춘 대표기자]=구미대학교(총장 이승환) 보건계열 학과들이 올해 국가고시에서 100% 합격률을 이어가며 전국 최상위 합격률을 입증하고 있다. 올해 한국보건의료인국...
[구미뉴스 임양춘 대표기자]=구미대학교(총장 이승환)는 7일 ㈜톱텍 기업설명회와 특강을 동시에 개최했다. 교내 성실관 시청각실에서 열린 설명회에는 기계자동차공학부, 전자통신컴...
[구미뉴스 임양춘 대표기자]=구미대학교(총장 이승환)는 30일 으뜸병원(병원장 이장희)에서 보건전문인재 양성과 교육역량 강화를 위한 상호 협약을 체결했다. 구미대 물리치료과...
[구미뉴스 임양춘 대표기자]=구미시는 27일 구미하이테크밸리(구미국가5산단)에서 ㈜원익큐엔씨의 캠퍼스 S 준공식을 개최했다. 이날 준공식에는 김학홍 경북도 행정부지사, 박덕열...
[구미뉴스 임양춘 대표기자]=경상북도는 27일(수) 오전 11시, 이철우 도지사, 김충섭 김천시장, 지역주민, 혁신도시 이전 공공기관, 산림단체 회원 등 450여 명이 참석한 가운...
[구미뉴스 임양춘 대표기자]=구자근 구미(갑) 국민의힘 국회의원 후보가 23일(금) 오후 2시 경북 구미시 송정동에 소재한 선거사무소에서 개소식을 성황리에 개최하였다. 이날 ...
[구미뉴스 임양춘 대표기자]=구미시는 3월 22일(금) 오후 2시 선산읍 동부리466번지에 오랫동안 방치되었던 체육관을 허물고 선산출장소 제2주차장 준공식을 가졌다. 시는 선...