"764.99S/cm 전도도 달성" 한밭대, 차세대 연료전지 성능 향상 실마리
Co-Fe 치환 효과 분석...IT-SOFC 공기극 설계 전략 제시
300℃ 전도도 764.99S/cm, 700℃ 면적비저항 0.06Ω·㎠ 달성
권태혁 기자2025.09.25 14:49
 |
| 김정현 한밭대 신소재공학과 교수(왼쪽 사진)와 홍유택 응용소재공학과 석사과정./사진제공=한밭대 |
연구팀은 코발트(Co)와 철(Fe) 치환 효과를 분석해 중·저온 고체산화물 연료전지(IT-SOFC)용 공기극 설계 전략 가능성을 제시했다.
적층형 페로브스카이트 구조의 SmBaCo₂xFe₂(1-x)O5+δ(SBCF)를 합성한 결과, Co 치환량이 높은 조성(x≥0.7)에서 최소 100S/cm 이상의 전도도를 확보했으며, 특히 SBCF 1.8-0.2_1200 조성은 300℃에서 764.99S/cm의 최고 전도도를 기록했다.
또한 SBCF와 CGO91 복합 공기극 중 SBCF 1.8-0.2_1100 조성은 700℃에서 0.06Ω·㎠의 낮은 면적비저항(ASR)을 나타내 전기화학적 성능을 입증했다. 주사전자현미경 분석에서는 열처리 온도가 높을수록 입자 성장이 촉진돼 치밀한 구조가 형성되는 것도 확인됐다.
김 교수는 "Co-Fe 치환을 통한 조성 제어가 전도도와 전극 성능에 미치는 영향을 규명했다"며 "최적 조성을 통해 차세대 IT-SOFC 공기극 설계 방향을 제시할 수 있었다"고 설명했다.
제1저자인 홍유택 응용소재공학과 석사과정은 "Co와 Fe의 치환 비율에 따른 전도도 및 전극 성능 변화를 체계적으로 규명한 것이 이번 연구의 핵심 성과"라며 "앞으로 IT-SOFC용 고성능 소재 개발에 집중할 것"이라고 말했다.
한편 김 교수팀은 ㈜EXSEN, 브루나이다루살람대, 한국표준과학연구원 등과 함께 연구를 수행했으며 과기정통부 '충청권 분산 에너지 대응 에너지기술공유대학'의 지원을 받았다. 연구 결과는 한국세라믹학회 SCI 학술지 'Journal of Korean Ceramic Society' 온라인판에 게재됐다.
<저작권자 © ‘돈이 보이는 리얼타임 뉴스’ 머니투데이. 무단전재 및 재배포, AI학습 이용 금지>
