수소연료전지에 필요한 수소를 대체하고 오랜 기간 안정되게 사용할 수 있는 전극 재료가 개발됐다. 수소연료전지는 수소를 지속 공급해야 하는 데다 전극 소재가 마땅치 않아 상용화에 어려움을 겪고 있다.
울산과학기술원(UNIST·총장 정무영)은 김건태·정후영 에너지 및 화학공학부 교수와 신지영 숙명여대 교수, 한정우 서울시립대 교수, 주용완 원광대 교수 등이 새로운 형태의 고체산화물 수소연료전지(SOFC)용 연료극 소재를 공동 개발, 네이처 커뮤니케이션즈 28일자에 발표했다고 밝혔다.
SOFC는 수소를 공기 중에서 산소와 반응시켜 전기에너지를 만드는 연료전지다. 반응 후에 물만 배출하기 때문에 친환경인 데다 다른 신재생에너지에 비해 발전 단가도 저렴하다.
그러나 연료로 사용할 수소 확보 문제와 오랫동안 안정 사용이 가능한 연료극 소재 개발이 뒷받침되지 않아 상용화와 확산이 더뎠다.
연구팀은 천연가스와 액화석유가스(LPG) 같은 탄화수소를 사용할 수 있는 새로운 연료극 물질(촉매)인 '이중층 페로브스카이트'를 개발했다. 이중층 페로브스카이트를 적용한 SOFC는 탄화수소를 수소로 전환하는 과정 없이 바로 전기를 생산한다. 천연가스나 탄화수소를 사용할 때 생기는 전극의 성능 저하도 없다.
김건태 교수는 “기존 방법으로는 탄화수소로 수소를 쉽게 확보할 수 있지만 반응 과정에서 탄소나 황이 쌓여 전극 성능을 저하시켰다”면서 “이중층 페로브스카이트는 내부 전이 금속으로서 또 다른 촉매 역할을 수행하기 때문에 SOFC를 오랫동안 안정을 유지하게 해 준다”고 설명했다.
울산=임동식기자 dslim@etnews.com
