DGIST, 연료전지 성능·내구성 해결할 새 합성법 개발

대구경북과학기술원(DGIST)은 에너지공학전공 상가라쥬 샨무감(Sangaraju Shanmugam) 교수팀이 연료 전지에 사용되는 내피온(Nafion) 소재의 ‘고분자 전해질막(PEM)’이 갖는 성능저하 및 열화 문제를 해결하는데 성공했다고 24일 밝혔다.

새로운 방식으로 개발된 PEM은 연료전지의 출력과 내구성을 모두 개선시킬 것으로 기대돼, 향후 연료전지가 활용되는 다양한 산업분야에 긍정적인 영향을 줄 것으로 예상된다.

샨무감 교수팀은 내피온으로 제작된 PEM이 낮은 습도에도 안정적은 성능과 수명을 보장할 수 있는 방법에 대한 연구를 진행했다.

그 결과 기존 사용되던 내피온에 새로운 물질을 혼합해 기존의 단점뿐만 아니라 성능과 내구성 문제를 함께 해결할 수 있었다.

샨무감 교수팀은 세륨-티타늄 산화 나노입자가 골고루 분포돼 있는 탄소 나노섬유를 내피온과 혼합, 기존 내피온이 갖는 단점을 해결할 수 있는 새로운 PEM을 개발했다.

혼합된 물질은 연료 전지에 사용된 내피온 소재의 PEM이 열화되는 것을 막아주고, 낮은 습도 환경에서도 정상적인 작동을 가능하게 했다.

여기에 기존 대비 열화 수준을 절반으로 낮춰, 80℃ 상황에서 200시간 사용이 가능하던 기존 내피온의 내구성을 2배가량 향상시켰다.

샨무감 교수는 “기존 내피온 소재의 PEM을 개선함으로써 향후 석유를 대체할 연료전지를 만드는데 기여할 수 있을 것이란 생각에 연구를 시작했다”며 “비용 절감 문제와 내구성 문제 해결과 관련된 추가 연구 등 앞으로 추가적인 연구를 진행해 본격적인 상용화를 이뤄낼 수 있도록 노력할 것”이라고 했다.

/김재욱기자 [e-mail]