국립 한밭대학교(총장 최병욱)는 응용소재공학과 백기상 대학원생(신소재공학과 김정현 교수 연구팀, 고체산화물에너지디바이스 연구실 소속)이 주저자로 참여한 연구논문이 세라믹분야 국제 저명학술지 ‘세라믹스 인터내셔널(Ceramics International)’에 게재된다고 27일 밝혔다.

백기상 씨의 논문은 ‘Electrical conductivity characteristics of Sr substituted layered perovskite cathode (SmBa0.5Sr0.5Co2O5+d) for intermediate temperature-operating solid oxide fuel cell’로, 고체산화물 연료전지용 공기극 물질의 인가전류 차이에 따른 전기전도도 변화에 대한 연구이다.

일반적인 고체산화물 연료전지 공기극의 전기전도도는 이론밀도 97%의 치밀한 소결체를 이용하여 전기전도도의 값을 측정하는 연구가 대부분이며, 특정 인가전류의 구분 없이 측정된 전기전도도 값 및 거동 형태가 주로 발표되고 있다.

반면에 공기극의 실 적용은 다공성의 형태로 제작되어 전기화학 분석 및 전력밀도를 측정하기 때문에 인가전류 및 미세구조의 특성을 반영한 전기전도도의 연구가 반드시 필요한 상황이다. 

이러한 점을 기반으로 연구팀은 인가전류가 1.0A, 0.5A, 0.1A인 경우로 분류하여 연구를 진행해 인가전류가 작을수록 높은 전기전도도를 보였음을 증명했다.

아울러 이러한 특성의 개념화를 이용하여 메커니즘을 규명했으며 이를 통해 낮은 인가전류로 높은 효율을 낼 수 있다는 연구 결과를 발표했다.

또한, 김 교수 연구팀은 이를 활용하여 낮은 인가전류로 실제 연료전지의 다공성 공기극 또는 다양한 물질의 공기극에 적용하여 성능을 높이는 연구를 후속 연구로 진행 중이다. 

백 씨는 “지도교수님과 함께 University of St. Andrews의 Stefan Saxin 박사님과의 온라인 회의에 참여하여 논문을 작성한 점이 인상적이었다”면서, “교수님께 감사드리며, 앞으로도 새로운 것을 발견해내고 연구를 계속하여 산업에 기여할 수 있는 결과를 만들어 내고 싶다”는 포부를 밝혔다.  

이번 연구는 과학기술정보통신부, 한국연구재단의 지원 및 영국 세인트앤드루스대학교(University of St. Andrews)와의 공동연구로 진행됐으며, 국제학술지 ‘세라믹스 인터내셔널’지 온라인 48권 11호(6월 1일자) 및 인쇄본으로 확정되어 연구 결과가 공개될 예정이다. 

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