[미디어펜=이해정 기자]수소 대신 탄화수소를 사용해도 장기간 성능이 유지되는 전극 물질을 개발해 천연가스 연료전지 상용화가 가능할 예정이다.

김건태 울산과학기술원(UNIST) 에너지 및 화학공학부 교수팀은 신지영 숙명여대 교수, 한정우 서울시립대 교수, 주용완 원광대 교수, 정후영 UNIST 교수와 공동으로 새로운 형태의 고체 산화물 연료전지(Solid Oxide Fuel Cell·SOFC)용 연료극 소재를 개발해 이를 네이처 커뮤니케이션즈(Nature Communications)에 28일 발표했다. 

기존 물질에 비해 뛰어난 탄소 저항성과 높은 성능이 보장된 SOFC의 새 연료극은 제조원가 비용절감도 가능해 환경친화적인 SOFC 상용화에 큰 역할을 할 것으로 전망된다. 

SOFC는 수소(연료)를 공기 중 산소와 반응시켜 전기를 생산하는 장치로 친환경적이며 보다 발전단가가 저렴한다.

특히 배출 열을 활용하면 발전 효율은 90% 이상 높아 차세대 에너지 생산기술로 주목받고 있다. 

김건태 교수팀은 SOFC의 연료로 천연가스나 LPG 같은 탄화수소를 사용하는 연료극 물질(촉매)을 개발해 수소 확보 문제를 해결했다. 

이 촉매를 적용한 SOFC는 탄화수소를 수소로 전환하는 과정 없이 연료전지를 작동시킬 수 있다. 

김 교수는 "탄화수소를 직접 사용해 연료전지를 작동시키면 반응하고 남은 탄소나 황이 쌓이면서 촉매(연료극)의 성능이 떨어질 수 있다"며 "이번에 개발한 이중층 페로브스카이트 구조의 물질을 이용하면 탄화수소를 직접 사용해도 장기간 안정적으로 전기를 생산할 수 있다"고 설명했다. 

그는 "새로운 연료극 소재는 SOFC 상용화를 선도하는 기술이 될 것"이라고 덧붙였다. 

아울러 SOFC의 새 연료극은 연료전지 산업계에서 문제점으로 제기되 온 안정선 문제와 연료 선택성 문제도 동시에 해결할 수 있는 단서를 제공해 세계 연료전지 산업을 선도하는 계기가 될 전망이다.

한편 연료전지 세계 시장 규모는 1조8000억 원으로 연평균 85% 성장세를 보이고 있다.