차세대 연료전지의 국산화, 한화연 음이온 교환 핵심소재 연구 성공

음이온 교환소재 바인더(사진제공=한국화학연구원)

[이뉴스코리아 전세훈 기자] 국내 연구진이 차세대 연료전지로 불리는 ‘음이온 교환막 연료전지’의 핵심소재를 국산화하는데 성공했다고 밝혔다. 최근, 일본의 수출 규제 등으로 인해 핵심소재 국산화의 필요성이 높아지는 가운데, ‘음이온 교환막 연료전지’핵심소재의 국산화는 새로운 돌파구가 될 것으로 보인다.

음이온 교환막 연료전지는 기존에 사용되던 양이온 교환막 연료전지에 비해 제조비용을 크게 낮출 수 있어 차세대 연료전지로 각광받고 있다. 이에 최근, 시장을 선점하기 위한 기술 선진국들의 참여가 눈에 띄게 늘어났지만, 국내의 경우 관련 상용기술을 보유한 기업이 전무한 상황이다.

국내 연구진은 관련 기술을 국내 기업인 (주)SDB에 이전하고, 올해 하반기 상용 제품으로 출시한다는 계획을 밝혔다.

현재 산업계에서 사용되는 양이온 교환막 연료전지는 높은 성능과 내구성에 비해 고가의 백금을 촉매로 사용하고 있다. 이에 반해 니켈과 구리 등 비귀금속계 촉매 사용이 가능한 음이온 교환막 연료전지는 저렴한 제조비용과 함께 다양한 촉매의 사용으로 여러 시스템에도 활용 될 수 있어 산업계의 관심이 높았지만 그 성능과 내구성이 떨어지는 것이 문제였다.

한국화학연구원 연구진은 이번 연구를 통해 이온전도도 3배 이상 향상, 화학적 안정성 향상 등 음이온 교환소재의 성능 향상에 성공했다.

하지만 양이온 교환소재를 완전히 대체할 수 있는 수준은 아니다. 성능은 양이온 교환소재와 동등하지만, 내구성이 양이온 교환소재에 미치지 못하기 때문이다. 이점은 연구진에게 여전히 풀어야 할 숙제다.

 

소재 적용예시(사진제공=한국화학연구원)

이에 따라 신규 음이온 교환막 연료전지는 당장 자동차나 건물용 연료전지를 대체하기보다 상대적으로 이용 빈도가 낮아 높은 내구성을 요구하지 않는 전원공급장치 등에 적용할 수 있을 것으로 보인다.

연구책임자인 이장용 박사는 “연료전지의 소재 시장이 전체의 10%나 되는 것은 엄청 큰 규모”라고 전하며 “이번 기술이전을 계기로 ㈜SDB와 함께 산업적 파급효과가 큰 음이온 교환소재를 상용화시키고, 가격을 낮추기 위한 원천기술 연구 개발에 힘을 쏟겠다”고 포부를 밝혔다.

한편, 이번 연구는 과학기술정보통신부의 한국연구재단 기후변화대응기술개발사업의 결과로 이뤄졌다.

 

 

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