전북 군산대학교 화학공학과 (학과장 김석순교수) 대학원에 재학 중인 마수드 라나 (Md. Masud Rana) (지도교수 심중표) 대학원생이 최근 열린 재료분야 국제학술대회 (International Union of Materials Research Societies - International Conference in Asia 2021)에서 “음이온교환막 재생연료전지에서 전극과 운전조건에 따른 전지 성능 분석”이라는 연구주제를 발표해 우수구두발표상을 수상하였다고 17일 밝혔다.
최근 각광 받고 있는 수소 연료전지 분야는 그린에너지로서 화석연료를 사용하지 않고 전기를 발생하는 장치로 그린뉴딜 및 탄소중립 정책에 딱 맞는 모델이다. 하지만 수소가 원활히 공급되지 않을 경우, 수소를 연료로 사용하는 연료전지는 전기 생산이 어렵게 된다.
현재 천연가스나 화석연료로부터 개질과정을 거쳐 생산하는 수소가 가장 저렴하여 널리 이용되고 있는데, 이때 다량의 이산화탄소를 발생하게 된다.
이를 방지하기 위해 이산화탄소의 발생이 없이 물을 전기분해하여 생산된 수소를 그린수소라고 부르며, 이에 대한 연구개발이 활발히 진행되고 있다. 그러나 이를 위해 수전해 장치와 연료전지 장치가 따로 독립적으로 존재해야 해서 비용이 증가하게 된다.
이러한 문제점을 해결하기 위해, 마수드 라나 대학원생은 이산화탄소를 발생시키지 않고 그린수소를 생산하는 수전해와 수소를 이용하여 전기를 생산하는 연료전지가 일체형으로 구성된 일체형 재생연료전지에 관한 연구를 수행 중이다.
예를 들면, 전력 여유가 발생하는 야간에 재생연료전지를 이용하여 그린수소를 생산하여 저장하였다가, 전력이 필요한 주간에 수소를 공급해 발전을 하는 방식이다.
마수드 라나는 두 개의 장치가 모두 높은 성능을 발휘할 수 있도록 하기위해 다양한 종류의 촉매를 사용하여 연료전지를 제작하고, 이에 따른 성능을 조사 분석하였다. 또한 다양한 전지 운전조건에서 촉매 소재의 변화와 성능과의 상관관계를 규명하고자 하였다.
이를 통해 그린수소 생산을 위한 수전해와 활용을 위한 연료전지가 동시에 하나의 시스템에서 원활히 구동하는 기초자료로 사용될 수 있을 것으로 기대된다.
이 연구는 한국연구재단의 지역우수과학자지원사업 (연구책임자 심중표)의 지원으로 수행된 결과이다.
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