세라믹 수전해전지 상용화 앞당긴다

KIST, 전지 제작 과정 메커니즘 밝혀내
수전해전지 제조공정 체계 수립의 핵심

수소. 게티이미지 제공

[파이낸셜뉴스] 고온에서 물을 수소로 만들어내는데 탁월한 프로톤 세라믹 전지의 전해질이 전지를 만드는 과정에서 더욱 단단하게 뭉치는 원리가 한국과학기술연구원(KIST) 연구진에 의해 밝혀졌다. 이 원리는 프로톤 세라믹 전지의 핵심 제조공정 체계를 세우는데 꼭 필요한 것으로 향후 프로톤 세라믹 전지의 상용화는 물론 수소경제 활성화에 기여할 것으로 보인다.

KIST 에너지소재연구센터 지호일·이종호·강형묵 박사팀은 프로톤 세라믹 전지의 전해질이 더욱 촘촘해지는 메커니즘을 밝혀냈다고 20일 발표했다.

지호일 박사는 "프로톤 세라믹 전지의 핵심공정기술에 꼭 필요한 원리로, 향후 대면적 전지 제작에 이 연구결과가 적용될 것"이라고 말했다. 궁극적으로는 차세대 그린수소생산은 물론 차세대 원자력 기술과 연계한 핑크수소생산 기술로 활용될 수 있다.

또한, 지호일 박사는 "프로톤 세라믹 전지는 작동특성 상 수전해를 통한 수소 생산 뿐만 아니라 암모니아 및 다양한 연료의 생산, 연료전지 운전을 통한 발전 소자로도 활용이 가능하다"고 설명했다.

연구진은 프로톤 세라믹 전지의 전해질과 전극을 촘촘하게 붙이는 과정중 전극에서 중간물질이 기체로 변하면서 날아간다. 이때 전극을 이루고 있는 물질들이 더욱 촘촘하게 달라붙게 된다는 사실을 최초로 밝혀냈다.

이는 지금까지 사례가 극히 드물고 기술적으로도 관찰이 어려웠다. 이로인해 프로톤 세라믹 전지에서 전해질의 치밀화가 기체로 변해 날아간 물질이 원인이라고 밝힌적이 없다.

연구진은 이번 연구 결과를 에너지 분야 국제학술지 'ACS 에너지 레터스(ACS Energy Letters)' 최신 호에 발표했다.

[e-mail] 김만기 기자