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수전해 시 수소와 산소 섞이지 않는 분리막 개발

에너지연 조원철 수소연구실 박사팀, 재생에너지 보급에 기여
한국에너지기술연구원의 조원철 수소연구실 박사팀이 수전해시 수소와 산소가 섞임을 크게 낮춘 분리막을 개발하는데 성공했다.<사진= 한국에너지기술연구원>한국에너지기술연구원의 조원철 수소연구실 박사팀이 수전해시 수소와 산소가 섞임을 크게 낮춘 분리막을 개발하는데 성공했다.<사진= 한국에너지기술연구원>

국내 연구진이 수전해시 수소와 산소가 섞이지 않는 분리막을 개발, 재생에너지 보급에 기여 할 것으로 기대된다.

한국에너지기술연구원(원장 김종남)은 조원철 수소연구실 박사팀이 수전해의 효율과 안정성 향상에 기여할 수 있도록 수소와 산소의 섞임을 획기적으로 낮춘 분리막을 개발했다고 12일 밝혔다.

수전해는 전기화학반응을 이용해 수소와 산소를 생산하는 기술이다. 재생에너지 보급이 확대되면서 전력계통의 부하와 주파수 조정을 위해 세계적으로 기술 개발이 활발히 진행되고 있다.

분리막은 수전해에서 생성된 수소와 산소가 섞이지 않게 하는 역할을 한다. 그러나 분리막의 세공 사이로 수소와 산소가 만나 섞이는 위험성이 있어 폭발 위험과 가동률에 대한 한계를 지적받아 왔다.

이를 극복하기 위해 연구진은 분리막의 세공 크기를 줄이면서도 전압 효율은 유지하는 분리막을 개발하는데 성공했다. 일반적으로 분리막의 세공 크기를 줄이면 저항이 증가해 전압 효율이 하락한다. 연구진은 친수성 성분이 지르코니아 입자를 분리막에 균질하게 분포하도록 합성하는데 성공, 전압 효율을 유지할 수 있었다.

또 연구진이 개발한 분리막은 대량 생산이 가능한 필름 캐스팅 방식으로 합성돼 범용적으로 적용할 수 있어 향후 기술 상용화에도 크게 기여할 수 있을 전망이다.

논문 주저자인 조원철 박사는 "이번 분리막 개발로 해외에서 전량 수입하는 분리막의 국산화가 가능해 분리막 국산화 기술 개발에 기여 할 것으로 기대된다"고 말했다.

에너지연 수소연구실은 '알칼라인 수전해 핵심기술개발 연구단' 사업의 주관기관으로 수전해 촉매, 분리막, 연료전지 스택 등 소재 부품 장비 국산화를 위해 연구에 매진하고 있다.

한편 이번 연구에는 수소연구실의 이해인, Dao Thi Dung, 김지은, 박재훈, 김상경, 조현석, 김창희 등 연구진이 참여했다. 연구결과는 원자력 분야 '인터내셔널 저널 오브 에너지 리서치'에 12월 13일 게재됐다.
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