한밭대 연구팀, 연료전지용 공기극 조성-성능 상관관계 규명

(대전=뉴스1) 박찬수 기자 = 국립한밭대학교 신소재공학과 김정현 교수 연구팀이 대칭형 고체산화물 연료전지(Symmetrical Solid Oxide Fuel Cell, SSOFC)에 적용 가능한 코발트 프리(Co-free) 층상 페로브스카이트 전극 소재를 대상으로 망간(Mn) 치환 비율에 따른 전기화학적 성능, 전기전도도 및 구조 안정성 변화를 체계적으로 분석하여 상관관계를 규명한 연구 결과를 발표했다.

5일 국립한밭대에 따르면 고체산화물 연료전지는 공기극과 연료극에 서로 다른 소재를 적용해야 하는 한계가 있으며, 이를 개선하기 위해 하나의 전극 소재로 산화·환원 분위기에서 모두 작동하는 대칭형 고체산화물 연료전지(SSOFC)를 제안했다.

이번 연구는 임유리 석사과정생이 제1 저자로 참여했으며, 재료과학 분야 국제 저명 학술지인 ‘Ceramics International’ 온라인에 ‘Electrochemical properties of layered perovskite for the electrode of symmetrical solid oxide fuel cells’라는 제목으로 게재됐다.

신소재공학과 김정현 교수는 “이번 연구를 통해 층상 페로브스카이트 전극에서 Fe/Mn 치환 비율 조절이 전기화학 성능과 전기전도도, 구조 안정성에 미치는 영향을 체계적으로 규명할 수 있었다”며 “특히 산화 및 환원 분위기 모두에서 작동 가능한 대칭형 고체산화물 연료전지 전극으로서, 소량의 Mn 치환이 산소 환원 반응과 수소 산화 반응에 대해 균형 잡힌 성능을 발현함을 확인한 점이 이번 연구의 핵심 성과”라고 강조했다.

본 연구는 국립한밭대학교와 랭커스터대학교(Lancaster University), ㈜HnPower, 브루나이다루살람대학교(University Brunei Darussalam)가 공동으로 참여했으며, 과학기술정보통신부 ‘충청권 분산 에너지 대응 에너지기술공유대학’ 및 교육부와 한국연구재단의 기초연구사업의 지원으로 수행됐다.

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