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[자료문의] 서울과학기술대학교 글로벌융합산업공학과 안지환 교수 (☎ 02-970-7276)

“연료전지 활용 휴대폰, 드론 충전… 공해 걱정 없는 차세대 에너지 시스템”
안지환 교수 연구팀, 고성능 저온형 고체산화물 연료전지 개발 성공

- 수소, 천연가스, 알콜 등 다양한 연료의 전기 에너지 변환에 중요한 연구성과
- 기존의 저온형 고체산화물 연료전지의 최고 성능을 50%이상 개선한 연료전지 개발

□ 연일 전국적으로 미세먼지가 기승을 부리는 가운데 학계에서는 오늘도 공해 물질 배출이 없는 차세대 에너지 시스템에 대한 연구가 활발히 이뤄지고 있다.

□ 서울과학기술대학교 글로벌융합산업공학과 MSDE전공·일반대학원 스마트생산융합시스템공학과 안지환 교수 연구팀(제1저자 오성국 석사과정생, 공동저자 신정우, 양병찬 석사과정생)이 최신 반도체 공정을 활용하여 「무기 박막 전해질을 적용한 고성능 저온형 고체산화물 연료전지 개발」에 성공하였다.

고체산화물 연료전지는 수소 뿐 아니라 천연가스, 알콜 등 다양한 연료에 기반하여 높은 효율로 전기 에너지 변환이 가능하다는 장점 때문에 차세대 연료전지로 주목받고 있다. 

특히 500℃ 미만의 온도에서 작동하는 저온형 고체산화물 연료전지는 800℃ 이상의 고온에서 작동하는 기존의 고체산화물 연료전지와 비교하여 휴대용 전원 등 실생활 분야로의 활용도가 높다는 장점 있다. 하지만, 낮은 온도 구동으로 성능이 낮아진다는 점이 상용화의 큰 걸림돌로 작용해 왔다.

□ 안지환 교수팀은 다공성 나노 구조 기판에 원자층 증착 공정을 적용한 샌드위치 모양의 연료전지 전해질막을 최적 설계·제작하였다. 원자층 증착법은 얇은 막을 원자층 단위로 정밀하게 증착할 수 있는 기술로써 기존 저온형 고체산화물 연료전지의 최고 성능을 50% 이상 개선한 고성능 박막 연료전지 개발을 이끌어 냈다. 또한, 기존의 공정 대비 양산이 용이한 공정으로써 향후 고체산화물 연료전지의 상용화를 앞당길 것으로 기대된다. 

□ 본 연구결과는 기존의 배터리 대비 수배~수십배의 에너지 밀도로 인하여 방전 걱정이 없는 휴대폰 및 노트북 충전에 응용될 수 있다. 특히 최근에는 4시간 이상 장시간 연속 비행이 가능한 드론용 전원 시스템 등으로의 활용이 주목받고 있다.

□ 이번 연구개발 성과는 영국 왕립화학회(Royal Society of Chemistry)에서 발간하는 화학소재 분야 최우수 과학 저널인 「Journal of Materials Chemistry A(재료화학A 저널, IF 8.867)」의 ‘전면 표지논문(front cover article)’으로 선정되었다. 

□ 한편, 본 연구는 교육부의 이공계 개인기초연구 지원사업, 산업통상자원부의 창의융합특성화 인재양성사업의 지원을 받아 수행되었으며 안지환 교수팀 이외에 서울과기대 장동영 교수, 미국 스탠포드대 박준석 박사, 휴렛패커드연구소 지아밍 장(Jiaming Zhang) 박사가 참여하였다.

붙임:

1. 보도자료 원본 1부.

2. 관련사진 모음 4장(압축파일) 1부.  끝.