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[국내 ②] 신재생에너지(고분자 전해질 연료전지) 전력 밀도 23% 향상 기술 개발, 부피 줄이고 전력 생산비도 절감하는 원천기술
2011년 11월 4일 (금) 16:05:47 |   지면 발행 ( 2011년 10월호 - 전체 보기 )



국내 연구자 주도로, 신재생에너지로 각광을 받는 고분자 전해질 연료전지의 전력 밀도를 23% 이상 높여 연료전지의 부피를 줄이고 전력 생산비도 절감하는 기술을 개발했다. 주도 연구자인 인제대학교 김형만 교수는 이 연구를 교육과학기술부와 한국연구재단이 추진하는 중견 연구자 지원 사업(도약 연구)의 지원으로 수행했으며, 연구 결과는 전기 화학 분야의 권위 있는 학술지《Electrochemistry Communications》온라인 판에 게재됐다.

김형만 교수 연구팀은 분리판의 유동 채널 사이에 발생하는 촉매층 공급 대류(Under-rib convection) 이론을 활용해 분리판의 형상을 최적화한 후 실험한 결과, 전력 밀도를 기존에 비해 23%이상 향상한 새로운 분리판을 개발하는 데 성공했다. 분리판은 고분자 전해질 연료전지에서 수소와 산소를 공급하는 유동 채널로 이뤄진 부품이다. 그리고 고분자 전해질 연료전지는 수소와 산소를 연료로 사용해 전력을 발생시켜 소형 전자기기 · 자동차 · 산업과 주거 전력 공급용으로 광범위하게 사용하는 연료전지며, 물 이외에 오염 물질을 전혀 발생하지 않는 신재생에너지 제품이다.
고분자 전해질 연료전지의 실용화에 걸림돌이던 물이 흘러넘치는(Water Flooding) 문제를 해결해 전력 밀도를 향상시키고자 수많은 연구자가 이 기술을 시도했었다. 즉, 전기 화학적 반응을 활성화하려면 생성물인 물의 배출이 원활해야 반응물인 수소와 산소가 입구부터 출구까지 고르게 전달되고, 전체 활성화 면적에서 전기 화학적 반응이 일어나 전력 밀도가 좋아진다. 따라서 물의 배출을 원활히해 전력 밀도를 향상하는 기술은 고분자 전해질 연료전지의 부피를 대폭 줄이고 전력 생산비도 낮추는 획기적인 기술이다.
김형만 교수는 "이 기술은 에너지를 97%나 수입하는 국가이자, 세계 10대 온실가스 배출국인 우리나라의 신재생에너지 활성화를 위한 새로운 원천기술이 될 것으로 기대한다"라고 연구의의를 밝혔다.

<Energy News>

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