돼지는 도축 후 음식 재료뿐만 아니라 의약품, 식품원료, 가정용품(크레용, 페인트 등), 종이 및 필름 제조 등에 널리 활용됩니다(관련 기사). 국내 연구진이 고성능 연료전지를 만드는 데에 돼지 재료를 활용해 관심을 모읍니다. 연료전지는 전기를 만들어내는 발전기의 일종으로 자동차나 열차, 선박 등에 활용될 수 있습니다. 

카이스트 대학은 기계공학과 이강택 교수 연구팀이 돼지 표피에서 추출한 젤라틴을 활용해 수백 나노 수준의 매우 얇은 고 치밀성 다중도핑 세라믹 박막 제조 기술을 적용한 고성능의 양방향 고체산화물 연료전지 개발에 성공했다고 8일 밝혔습니다. 

양방향 고체산화물 연료전지(R-SOFC)는 하나의 연료전지 소자에서 수소 생산과 전력 생산이 모두 가능한 시스템입니다. 탄소중립 사회 실현을 위해 필수적인 에너지 변환장치입니다. 

이강택 교수 연구팀은 돼지 피부로부터 추출한 젤라틴을 활용해 매우 얇으면서도 치밀한 다중도핑의 세리아 나노박막 제조 공정기술을 개발했습니다. 이를 통해 양방향 고체산화물연료전지에 기능층으로 적용하는 데 성공했습니다. 

연구팀에 따르면 개발된 양방향 연료전지는 기존 공정을 적용한 연료전지 대비 2배 이상 높은 성능을 보였습니다. 동일소재를 사용한 연료전지 중 가장 높은 성능(3.5 W/cm2, 750oC)을 나타냈으며, 수소 생산도 세계 최고성능을 발휘했습니다. 또한, 개발된 연료전지 소자는 1,500시간 동안 열화 없이 구동돼 매우 높은 안정성을 갖고 있음을 실증했습니다. 

이번 연구 성과는 국제 학술지인 `어드벤스드 펑셔널 머티리얼스(Advanced Functional Materials)' 온라인판에 지난 9월 게재되었습니다. 특히, 연구의 파급력을 인정받아 표지논문(Front cover)으로 선정됐습니다. 

이강택 교수는 "이번 연구에서 사용된 공정들은 대면적 양산시스템에도 쉽게 적용할 수 있는 기술들이기 때문에, 탄소중립 실현을 위한 고성능 양방향 연료전지 상용화에 본 기술을 적용할 수 있을 것ˮ이라고 밝혔습니다. 

이득흔 기자(pigpeople100@gmail.com)