김정현 한밭대 교수팀, 고체산화물 연료전지 음극 소재 개발 '눈길'

권태혁 기자  |  2025.03.24 15:27
김정현 한밭대 신소재공학과 교수(왼쪽 사진)와 박정윤 응용소재공학과 석사연구원./사진제공=한밭대
김정현 한밭대 신소재공학과 교수(왼쪽 사진)와 박정윤 응용소재공학과 석사연구원./사진제공=한밭대
국립한밭대학교는 최근 김정현 신소재공학과 교수와 박정윤 응용소재공학과 석사연구원(제1저자)이 다양한 조건에서 안정적인 전기 전도도 특성을 갖는 '철(Fe) 치환 고체산화물 연료전지(SOFC) 음극 소재'를 개발했다고 24일 밝혔다.

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.




<저작권자 © ‘돈이 보이는 리얼타임 뉴스’ 머니투데이. 무단전재 및 재배포, AI학습 이용 금지>