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일이요?는 물음에 말 다른 미의 바뀌는 했다.한국공학대 박지은 융합기술에너지대학원 교수, 기민석 융합기술에너지대학원 석사과정학생, 생명화학공학과 이대현 학사과정학생, 서울대 나금비 박사과정학생, 이경아 박사(왼쪽부터)한국공학대학교는 박지은 융합기술에너지대학원 교수 연구팀이 음이온 교환막 일체형 재생 연료전지(AEM-URFC)의 효율을 59.2%까지 끌어올린 새로운 전극 구조를 개발했다고 15일 밝혔다.
이는 수전해와 연료전지 두 모드에서 모두 성능을 높인 것이 특징이다.
AEM-URFC는 하나의 장치에서 '물→수소'(수전해)와 '수소→전기'(연료전지) 변환을 수행하는 시스템으로, 재생에너지 잉여 전력을 수소 형태로 저장해 필요 시 전기로 재활용할 수 있다.릴게임오션
하지만 귀금속 촉매 의존성과 두 모드 간 성능 절충이 상용화를 제약해 왔다.
이에 연구팀은 산소전극을 안쪽 촉매층과 바깥 전도성 골격층으로 나눈 이중(더블 레이어) 구조로 설계해 이 같은 문제를 개선했다. 촉매층은 나노 촉매와 이오노머를 혼합해 연료전지 모드의 산소환원반응(ORR) 성능을 높였고, 탄소나노튜브(CNT) 골격을 적용한 전도장기추천
성 층은 수전해 모드의 산소발생반응(OER)에서 전자·이온 이동과 기체 배출을 원활하게 했다.
이 설계로 전극 내부 전하·물질 전달 저항을 줄이면서 두 모드 모두에서 높은 효율을 확보했다. 실험 결과 라운드트립 효율(round-trip efficiency)은 59.2%를 기록했으며, 750밀리암페어(mA) 퍼 제곱센티미터(cm⁻²)의 고전내일추천종목
류밀도 조건에서도 구동 가능성을 확인했다.
이번 연구는 서울대 이경아 박사, 나금비 박사과정생(공동 제1저자), 한국공학대 기민석 석사과정생, 이대현 학사과정생 등이 참여했다.
박지은 교수는 “이번 성과로 친환경 수소에너지를 보다 효율적이고 경제적으로 사용할 수 있는 길이 열렸다”며 “향후 수소차, 재생에너지 발전소, 분한국가스공사 주식
산형 전력망 등 다양한 분야에 적용될 수 있을 것”이라고 말했다.
논문은 화학공학 분야 국제 학술지 'ACS Catalysis'(IF 13.1) 8월1일자에 게재됐다.
시흥=김동성 기자 estar@etnews.com