고온 양성자 교환막 연료전지 신규 고분자 개발

광주과학기술원(GIST·총장 김기선)은 박찬호 융합기술학제학부 교수와 이재석 신소재공학부 교수팀이 공동으로 고온 양성자 교환막 연료전지에 적용할 수 있는 신규 고분자를 개발했다고 15일 밝혔다.

120~180℃ 온도에서 작동하는 고온 양성자 교환막 연료전지는 건물형 연료전지 시스템으로 사용된다. 높은 수소이온 이동도를 갖는 이온을 이동시켜주는 고분자 소재인 이오노머 개발이 필요하다.

연구팀은 인산 작용기가 부착된 신규 고분자를 제조해 고온-저가습 조건에서 높은 수소이온 이동도를 갖는 이오노머를 개발했다. 인산 작용기를 직접 고분자에 부착해 안정성을 높였다.

연구팀은 물을 통해 수소 이온이 이동하는 나피온보다 고온-저가습 조건에서 높은 수소이온 이동도를 갖는다는 사실도 확인했다. 새로 개발한 고분자 이오노머를 150℃에서 작동하는 고온 양성자 교환막 연료전지 전극의 바인더로 적용해 건물형 연료전지 가능성을 입증했다.

박찬호 교수는 “향후 고분자 바인더의 물리적 성질을 탐구하고 전극 형성에 대한 공정 최적화를 이루는 단계를 거쳐 상용화에 가까운 고분자 소재를 개발할 수 있을 것으로 기대한다”고 말했다.

박찬호 GIST 융합기술학제학부 교수.

이재석 GIST 신소재공학부 교수.

무안=김한식기자 hskim@etnews.com

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