한국공학대 박지은 교수 연구팀, '이중 수송층' 개발

"차세대 재생 연료전지 상용화 가능성 확인"

[시흥=뉴시스] 박지은 교수 연구팀.(사진=한국공학대 제공)[email protected]

[시흥=뉴시스] 박석희 기자 = 한국공학대학교 융합기술에너지대학원 박지은 교수 연구팀이 음이온 교환막 일체형 재생 연료전지(AEM-URFC)의 성능과 내구성을 동시에 향상시킬 수 있는 '이중 수송층(Dual-layer porous-transport layer)' 구조를 개발했다.

일체형 재생 연료전지는 하나의 장치로 수소 생산과 전기 생산(연료전지)을 모두 수행하는 에너지 저장·변환 시스템이다.

별도의 장치를 각각 구축할 필요가 없어 공간 효율성과 비용 절감 효과가 크지만, 두 모드에서 요구되는 소재 특성이 달라 고효율과 내구성을 동시에 확보하는 데 한계가 있었다.

연구팀은 연료전지 모드에서 우수한 탄소 기반 수송층을 내부에, 수전해 모드에 유리한 스테인리스 기반 수송층을 외부에 배치하는 이중 구조를 설계해 문제를 해결했다.

실험 결과, 기존 티타늄 기반 수송층 대비 성능이 향상됐으며, 20mA/cm2 조건에서 왕복 효율(Round-Trip Efficiency)은 63.4%로 최고 수준을 기록했다. 또 1200mA/cm2의 초고전류밀도와 반복 구동 시험에서도 안정적인 내구성을 입증했다.

박지은 교수는 "이번 연구를 통해 고효율 음이온 교환막 일체형 재생 연료전지의 상용화 가능성을 확인했다"며 "향후 선박, 우주, 항공 등 수소 생산과 전력 공급이 동시에 필요한 산업 분야에 활용될 것으로 전망한다"고 말했다.

이번 연구에는 석·박사 과정생과 학부생들이 공동으로 참여했으며, 연구 결과는 국제 학술지 저널 오브 파워 소시즈(Journal of Power Sources) 2026년 8월1일 자에 게재될 예정이다.


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