▲ 고분자전해질 연료전지

분자전해질 연료전지의 전력밀도를 23%이상 높여 연료전지의 부피를 줄이고, 전력생산비용도 절감할 수 있는 기술이 국내 연구진에 의해 개발됐다.

인제대학교 김형만 교수(47세)가 주도한 이번 연구는 교육과학기술부(장관 이주호)와 한국연구재단(이사장 오세정)이 추진하는 중견연구자지원사업(도약연구)의 지원으로 수행됐다. 이번 연구결과는 전기화학분야의 권위 있는 학술지인 ‘Electrochemistry Communications'지에 온라인(8월 16일)으로 게재됐다.

김형만 교수 연구팀은 분리판의 유동채널 사이에 발생하는 Under-rib convection(촉매층 공급 대류) 이론을 활용, 분리판의 형상을 최적화한 후 실험한 결과, 전력밀도가 기존에 비해 23%이상 향상된 새로운 분리판을 개발하는데 성공했다. 

이 기술은 고분자전해질 연료전지의 실용화에 걸림돌이었던 물이 흘러넘치는(Water flooding) 문제를 해결해 전력밀도를 향상시키고자 수많은 연구자들이 시도했던 것으로, 전기화학적 반응이 활성화되려면 생성물인 물의 배출이 원활해져야 반응물인 수소와 산소가 입구부터 출구까지 고르게 전달되고 전체 활성화 면적에서 전기화학적 반응이 일어나 전력밀도가 향상된다.

교육과학기술부는 이번 연구가 성공함에 따라 “물의 배출을 원활히 해 전력밀도를 향상시키는 기술은 고분자전해질 연료전지의 부피를 대폭 줄이고 전력생산비용도 낮추는 획기적인 기술”이라고밝혔다.

이번 연구를 주도한 김형만 교수는 “이번에 개발된 기술은 97% 에너지 수입국이자 세계 10대 온실가스 배출국인 우리나라의 신재생에너지 활성화를 위한 새로운 원천기술이 될 것으로 기대한다”고 밝혔다.