김정현 한밭대 교수팀, 고체산화물 연료전지 음극 소재 개발 '눈길'
권태혁 기자2025.03.24 15:27
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| 김정현 한밭대 신소재공학과 교수(왼쪽 사진)와 박정윤 응용소재공학과 석사연구원./사진제공=한밭대 |
연구팀은 철의 치환량에 따른 초과 비화학량론 조성(Excess non-stoichiometric chemical composition)의 전기 전도도 특성을 다양한 온도와 인가 전류, 산소 분압 등의 조건에서 실험했다. 그 결과 온도 및 산소 분압이 변화하는 조건에서 성능 저하 없이 안정적인 전기 전도도 특성을 유지하는 것을 확인할 수 있었다.
김 교수는 "이번 연구를 통해 철 치환이 SOFC 음극의 전기 전도도 특성에 미치는 영향을 체계적으로 분석했다"며 "특히 다양한 온도 및 산소 분압 조건에서도 안정적인 성능을 유지한다는 점에서 향후 SOFC 상용화에 기여할 수 있는 중요한 연구 성과라고 생각한다"고 말했다.
이어 "공기와 질소 분위기를 반복적으로 변경하는 실험에서 산소 분압 변화에 따른 가역적인 전도도 변화를 보였다"며 "질소 분위기에서 열처리 후 300℃ 이상의 공기 분위기로 복귀하면 전도도가 회복된다. 공기극이 안정적인 전기 전도 특성을 갖는 전극 소재임을 입증한 것"이라고 설명했다.
한편 이번 연구에는 한밭대와 영국 랭커스터대, 고체산화물 연료전지·고체수전해 연료전지 전문기업 ㈜에프씨아이 등이 참여했다. 또 '충청권 분산에너지 대응 에너지기술공유대학사업'과 '2024년도 석사과정생연구장려금지원사업'의 지원을 받았다.
연구 결과는 'Electrical properties of non-stoichiometric SmBa0.5Sr0.48(Co1-xFex)2.05O5+d(x= 0, 0.3, 0.5, 0.7) layered perovskite cathodes for SOFC'라는 제목으로 국제학술지 'Ceramics International'(IF=5.1, Q1)에 게재됐다.
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