[로이슈 전여송 기자] 성균관대학교은 본교 기계공학부 이원영 교수 연구팀이 삼성전기 중앙연구소와 공동으로 고체산화물 수전해전지의 성능과 내구성을 높이는 제조 기술을 개발했다고 13 밝혔다.

고체산화물 수전해전지는 700도 이상 고온에서 수증기를 전기분해해 수소를 생산하는 장치로, 기존 방식보다 에너지 효율이 높은 수소 생산 기술로 연구가 진행되고 있다.

연구팀은 전지 성능 저하 원인으로 지적돼 온 전극 입자 응집과 전극층 박리 문제를 개선하기 위해 나노 구조 설계 기반 제조 전략을 적용했다.

첫 번째 전략은 연료극 촉매 입자 표면에 분말 기반 원자층 증착(ALD) 방식으로 나노 두께 막을 형성하는 기술이다. 연구팀은 이를 통해 니켈 촉매 입자의 응집을 줄이고 수소 생산 효율을 기존 대비 약 2배 수준으로 높였다고 설명했다.

두 번째 전략은 공기극과 전해질 경계면에 약 50나노미터 두께의 코팅층을 형성하는 방식이다. 전기정전 분무증착(ESD) 공정을 이용해 전극층 사이 박리 현상을 줄였으며 대기압 환경에서도 적용 가능한 공정이라고 연구팀은 설명했다.

연구팀은 이번 기술을 실제 대면적 전지 셀에 적용해 성능 개선 효과를 확인했다고 밝혔다.

이번 연구 결과는 재료 과학 분야 학술지 ‘Advanced Functional Materials’와 ‘ACS Nano’에 게재됐으며, ‘Advanced Functional Materials’ 게재 논문은 표지 논문으로 선정됐다.

이원영 교수는 “전극 구조 변화와 계면 박리 문제를 개선하기 위한 연구를 진행했다”고 말했다. 삼성전기 박중덕 마스터는 “공동 연구를 통해 전지 제조 기술의 적용 가능성을 확인했다”고 말했다.

전여송 로이슈(lawissue) 기자 arrive71@lawissue.co.kr