2
부산메디클럽

국내 연구진, 홍합으로 수소연료전지 내구성 높여 “홍합이 거친 파도에도 견디는 접착력 활용”

  • 글자 크기 
  • 글씨 크게
  • 글씨 작게
   
강화복합 전해질막 연료전지는 극한 조건에서 가속 수명시험을 한 결과, 5천회 이상 습도변화(상대습도 100%와 0%를 반복) 후에도 기존 전해질막 연료전지보다 안정적인 성능을 유지하는 것으로 확인됐다.
국내 연구진이 친환경 에너지원으로 주목받는 수소연료전지의 핵심 요소인 전해질막 내구성을 홍합의 천연 접착성분을 이용해 획기적으로 높이는 기술을 개발했다.

한국과학기술연구원(KIST) 연료전지연구센터 김진영 박사팀은 홍합에 있는 도파민(dopamine)의 뛰어난 표면 접착 특성을 활용해 수소연료전지에서 수소이온 전달과 전극 간 분리 역할을 하는 전해질막의 내구성을 획기적으로 개선한 강화복합 고분자 전해질막을 개발했다고 밝혔다.

수소전기차의 동력원인 수소연료전지는 수소 기체와 대기 중 산소를 활용해 전기를 생산하고 물만 배출하는 친환경 에너지원이다. 최근 수소연료전지 성능이 빠르게 향상돼 상용화 범위가 넓어지고 있으나 수소이온을 전달하고 양 전극을 분리하는 전해질막의 내구성 향상은 더디게 진행돼 연료전지 수명을 결정하는 핵심 요소가 되고 있다.

현재 수소연료전지에는 기계적 특성이 뛰어난 다공성 테플론(PTFE) 지지체에 수소이온을 전달하는 과불소계술폰산(PFSA) 중합체를 조밀하게 스며들게 한 복합 고분자 전해질막이 사용된다. 하지만 이 전해질막은 사용과정에서 수축과 팽창이 반복되면 PFSA가 소실돼 기체가 막을 투과하는 등 내구성이 떨어지는 문제가 있다.

   
다공성 테플론(PTFE) 지지체를 도파민으로 만든 고분자물질인 폴리도파민(polydopamine)으로 코팅하고, 그 위에 수소이온 전도성을 갖는 PFSA 고분자가 스며든 형태의 강화복합 고분자 전해질막을 만들었다.
KIST 연구팀은 홍합이 거친 바닷물 속에서도 강한 접착력을 발휘할 수 있게 하는 도파민 성분의 접착 특성을 이용해 연료전지용 고분자 전해질막의 내구성을 개선할 아이디어를 찾았다.

먼저 다공성 테플론 지지체를 도파민으로 만든 고분자물질인 폴리도파민(polydopamine)으로 코팅하고, 그 위에 수소이온 전도성을 갖는 PFSA 고분자가 스며든 형태의 강화복합 고분자 전해질막을 만들었다.

극소수성을 띠던 테플론 지지체 표면이 코팅된 폴리도파민에 의해 친수성으로 변하면서 친수성인 PFSA가 더 잘 스며들고, 두 고분자의 경계면에서 발생하던 균열이나 기공도 많이 감소해 수축·팽창에 대한 내구성이 향상됐다고 연구팀은 설명했다.

연구팀은 또 폴리도파민이 코팅된 테플론 지지체 표면은 활성산소로 인한 전해질막의 화학적 열화를 막기 위해 첨가하는 산화방지제인 세륨(Ce) 성분이 잘 달라붙어 연료전지의 화학적 내구성도 높아졌다고 덧붙였다.

   
가속 수명테스트 전·후 강화복합 전해질막 미세구조 변화 비교
강화복합 전해질막 연료전지는 극한 조건에서 가속 수명시험을 한 결과, 5천회 이상 습도변화(상대습도 100%와 0%를 반복) 후에도 기존 전해질막 연료전지보다 안정적인 성능을 유지했으며, 전해질막 두께도 70%가량 줄어드는 기존 전해질막과 달리 97% 이상 유지되고 표면상태도 안정적인 것으로 확인됐다고 연구진을 밝혔다.

김진영 박사는 “자연계 물질에서 아이디어를 얻어 이를 모사한 기술로 기존 산업기술의 문제점을 극복했다”며 “이 연구 결과가 수소연료전지 성능 향상을 이끌고 강화복합 고분자 형태의 전해질막을 활용하는 다양한 응용 분야 발전에 적용되길 기대한다”고 말했다.

   
김진영 박사(왼쪽.교신저자)·윤기로 박사(가운데.제1저자)·이경아 연구원(제1저자
KIST 기관고유사업과 글로벌프런티어 사업으로 수행된 이 연구 결과는 국제학술지인 ‘어드밴스드 펑셔널 머티리얼즈’(Advanced Functional Materials) 최신호에 게재됐다. 이수한 기자
ⓒ국제신문(www.kookje.co.kr), 무단 전재 및 재배포 금지
국제신문 뉴스레터
국제신문 네이버 뉴스스탠드 구독하기
국제신문 네이버 구독하기
뭐라노 뉴스

 많이 본 뉴스RSS

  1. 1만조 때면 멈추는 광복지하도 에스컬레이터
  2. 2‘부캉이’ 추워지기 전 바다로…21일 3차 외해유도(종합)
  3. 3‘좌초 위기’ 해운대 70층 주상복합 개발 기지개 켜나
  4. 423명 숨진 ‘아리셀 화재참사’ 기업 대표, 징역 4년형 확정(종합)
  5. 5신공항 공사 컨소시엄 1곳 탈퇴…내달 우선착공 무산 우려(종합)
  6. 6창원 구산해양단지 컨소 회생 포기…26년 표류 끝 좌초되나
  7. 7부산시, 신임 기조실장 26일 발표…행정부시장 행안부 고위간부 가닥
  8. 8마무리 캠프 코앞인데…롯데 감독·단장 인선 언제쯤
  9. 9지광(국제신문 대주주) 만난 부산노동청장 “체임 방치 땐 강력 조치”
  10. 10사망사고 1년 만에…부산구치소 수감자 집단폭행 재발
  1. 1지광(국제신문 대주주) 만난 부산노동청장 “체임 방치 땐 강력 조치”
  2. 2‘청문 부적격’ 기관장들 임명 기류…田시장-시의회 협치 두번째 뇌관
  3. 3교육위 국감 화두 ‘교부금 축소’…“교육감 대응도 안일” 질타
  4. 4부산회생법원 국감 “지역언론 가치 고려 국제신문 살펴야”
  5. 5與, 초광역특구법안 발의 “주 52시간 특례 숙의”
  6. 6언론노조·국제 비대위 “대주주 엄벌” 청와대 간다
  7. 7與, 추미애 ‘재정 빨대’ 진화 안간힘인데 기름 부은 부승찬(종합)
  8. 8또 도마 오른 항만공사 통합…“소신없는 사장 책임” 질타
  9. 9[2026 국감 브리핑]조경태 “최고 시스템 갖춘 건기연이 가덕도신공항 부지 침하 연구해야”
  10. 10[속보] 진영승 합참의장 “北 적반하장 용납 못해…추가 도발 감행시 단호하게 대응”
  1. 1‘좌초 위기’ 해운대 70층 주상복합 개발 기지개 켜나
  2. 2신공항 공사 컨소시엄 1곳 탈퇴…내달 우선착공 무산 우려(종합)
  3. 3부산에 둥지 수산무역협회…김 등 수출 드라이브
  4. 4송도 바다서 만난 융드립 커피 한 잔
  5. 5가덕 6200억 증액 확약 절실…국회는 특별법 개정안 논의
  6. 6“친환경 항만 투자 100억 당, 부산 124억 생산유발”
  7. 7부산은행, 불꽃축제 등 지역축제 발전에 2억 후원
  8. 8관광과 지역민 함께 성장을…세계가 부산서 묘책 찾는다
  9. 9동남아 접수하러 ‘부산표 게임’ 방콕행
  10. 10예탁원 나눔재단, 17년째 지역상생 실천
  1. 1만조 때면 멈추는 광복지하도 에스컬레이터
  2. 2‘부캉이’ 추워지기 전 바다로…21일 3차 외해유도(종합)
  3. 323명 숨진 ‘아리셀 화재참사’ 기업 대표, 징역 4년형 확정(종합)
  4. 4창원 구산해양단지 컨소 회생 포기…26년 표류 끝 좌초되나
  5. 5부산시, 신임 기조실장 26일 발표…행정부시장 행안부 고위간부 가닥
  6. 6사망사고 1년 만에…부산구치소 수감자 집단폭행 재발
  7. 7APEC공원·금련산역 러너지원공간 문 열어
  8. 8“광안리 해변 보행공간 개선…구 차원 추가 캐시백 검토중”
  9. 9“기존 공부량 유지하며 취약점 공략…남은 주말 수능처럼 모의고사를”
  10. 10구·군 일손 적고 주인 자비부담 꺼려…슬레이트 철거 하세월
  1. 1마무리 캠프 코앞인데…롯데 감독·단장 인선 언제쯤
  2. 231세 데이터 분석가, 최연소 MLB 구단 사장됐다
  3. 3유럽 강호 맞서는 김시우·임성재
  4. 4잘 넣긴 하는데…욱하는 외인, 속 타는 구단
  5. 5전설 수지 수산티 넘은 전설…안세영 47번째 우승 ‘세계新’(종합)
  6. 63연승 KIA, LG 꺾고 23년 만에 플레이오프 진출
  7. 7KIA 내리 3승이냐, LG 반격 첫 승이냐
  8. 8국대 에이스 곽빈, 최동원상 받는다
  9. 9김태형 유임이냐, 이동욱 전 NC 다이노스 감독·조성환 해설위원 등 새 얼굴이냐
  10. 10돈으로 우승은 못 샀다…MLB 월드시리즈 연봉 하위팀 반란
우리은행
  • 국제신문 골프대회
  • 맘편한 부산
  • 부산국제마라톤
  • BNK생명나눔챌린지
  • 유콘서트
걷고 싶은 부산 그린워킹 홈페이지
국제신문 대관안내