성균관대학교는 이원영, 변도영 교수(기계공학부) 연구팀이 에너지 분야 세계적 권위의 학술지 ‘ACS 어플라이드 에너지 머티리얼스(ACS Applied Energy Materials)’에 금속 기능층 기반의 고성능 고체 산화물 연료전지 개발에 대한 연구결과(제1저자 최민기 박사과정, 공동 1저자 황상연 박사과정)를 표지논문으로 게재했다고 지난 22일 밝혔다.
이원영 교수 연구팀은 변도영 교수 연구팀과의 공동연구를 통해 전기수력학 젯 프린팅(EHD jet printing)을 사용, 고체 산화물 연료전지의 전해질과 공기극 계면에 은, 니켈, 알루미늄과 같은 전기전도성이 높은 금속물질을 격자구조로 프린팅하는 데 성공했다. 이를 기반으로 650도 이하의 중저온에서 작동하는 고성능 고체 산화물 연료전지 시스템을 구축했다.
연구팀은 금속 기능층을 통하여 고체 산화물 연료전지의 전해질과 공기극 계면에 산소 환원 반응에 필수적인 전자의 공급과 분배가 원활하게 되고, 이에 따라 전극의 전기화학적 성능을 직접적으로 나타내는 전극의 분극화 저항을 약 10배 감소시키는 것과 동시에 연료전지의 전력밀도를 약 2배 향상시킬 수 있음을 확인했다.
이원영 교수는 “기존의 고체 산화물 연료전지가 갖고 있는 성능적인 한계를 금속 기능층 도입을 통해 극복할 수 있다”며 “대면적, 고속화 공정에 용이한 EHD 프린팅 방법을 이용했기 때문에 상용화단계의 기술개발에도 크게 기여할 수 있을 것으로 기대한다”고 말했다.

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