KIST와 서울대, 고효율 통합형 연료 전지 개발​

한국 과학 기술 연구원과 서울 대학교는 공동 연구팀이 전기와 잉이 발생할 경우 물을 전기 분해하여 수소를 생산하고 저장하는 재생 연료 전지의 효율을 높일 수있는 새로운 촉매 성분을 개발했다고 28 일 밝혔다. 전기가 필요할 때 저장된 수소로 발전합니다. 그들은 촉매 성분이 연료 전지의 움직임을 방해하는 물-가스 혼합 문제를 해결함으로써 통합 연료 전지의 효율성을 높일 수 있다고 설명했다.

통합형 연료 전지는 수소 기반 발전 용 물 전기 분해 장치와 연료 전지를 별도로 설치하는 것보다 가격과 공간 측면에서 유리한 친환경 독립형 에너지 저장 및 발전 장치로 정의 할 수있다.

통합형 연료 전지는 태양 광, 풍력 등의 전기 생산량이 전력 수요를 초과 할 때 물 전기 분해를 통해 수소를 생산하고 저장할 수있다. 반대의 경우에는 연료 전지가 전원 공급에 사용됩니다. 일단 산업화되면 기상 조건과 같은 요인으로 인한 재생 가능 에너지 공급의 불안정성을 줄일 수있을 것으로 기대됩니다.

화학 반응이 일어나는 연료 전지의 촉매 부분은 물의 전기 분해 과정에서 생성 된 산소와 수소 가스의 빠른 배출과 함께 원활한 물 공급이 필요합니다. 연료 전지 작동 중 부품은 원활한 수소 공급과 생성 된 물의 빠른 배출이 필요합니다. 통합 장치의 문제점은 물과 가스가 혼합되어 물이 정체되거나 가스가 빠져 나가 효율성이 저하된다는 것입니다.

연구팀은 빠른 물 이동을위한 친수성 전극과 빠른 가스 이동을위한 소수성 전극으로이 문제를 해결할 수 있다는 결론에 도달했습니다. 그런 다음 팀은 둘 다 촉매에 적용하는 방법을 찾았습니다.

연구팀은 친수성 및 소수성 전극을 만들기 위해 전극 표면에 친수성과 소수성이 교차하는 미세 패턴 플라스틱 물질을 코팅했습니다. 그 결과 양친 매성 촉매 구조를 만드는 데 성공했습니다.

팀은 통합 연료 전지에 양친 매성 촉매 구조를 적용하고 구조가 물과 가스 이동을 용이하게한다는 것을 확인했습니다. 이어“기존 부품에 비해 연료 전지 작동 효율과 수소 생산 효율이 각각 400 %, 200 % 증가했다”며“양친 매성 촉매는 160 시간의 수소 생산과 발전 동안 작동 안정성을 유지했다. ”

연구팀은 "통합 및 재생 연료 전지에 양친 매성 전극을 처음 적용한 것"이라며 "상용화를 위해서는 대규모 전극 생산에 대한 추가 연구와 추가적인 안정성 향상이 필요하다"고 말했다. 연구에 대한 자세한 내용은 Science Advances 저널에서 확인할 수 있습니다.​