나노기술 및 정책 정보

• 목록

● 기초과학연구원(IBS) 성영은 교수, 강원대학교 조용훈 교수 공동 연구팀은 부피와 무게를 반 이상 줄인 소형 연료전지를 개발

● 연료전지는 크게 양측 끝판, 분리판, 연료전지 핵심소재인 막전극접합체로 구성되며, 양쪽 끝판과 분리판은 전체 무게 약 80%를 차지하며 지금까지는 경량화에 한계였던 상황 

● 연구진은 무거운 양쪽 끝판과 분리판 역할을 축소해 연료전지 경량화 방법을 고안했으며, 종이컵을 쌓아 올리듯, 원추형 유닛을 이어 주름진 빨대 형태 연료전지를 설계한 결과 각 부품 고정 장치, 구조 유지를 위한 양쪽 끝판을 제거해도 형태가 유지 

● 해당 연구로 관 안쪽을 연료(수소) 통로로, 외부를 공기(산소) 공급 면으로 활용해 분리판 역할도 대체할 수 있음을 확인했으며, 이 방식으로 막전극접합체를 제외한 부품 무게를 60% 이하로 대폭 줄일 수 있었고, 빨대 주름진 부분처럼 자유자재로 줄이거나 늘이는 것 역시 가능 

● 연구진이 개발한 연료전지는 종이컵을 쌓듯 간단히 직렬 연결을 할 수 있으며, 2개 유닛을 직렬연결한 연료전지 무게는 0.22g, 부피는 0.565㎤ 수준으로 매우 작고 가볍지만, 198㎽ 전력과 897.7 W·㎏-1 비중 전력 밀도를 낼 수 있는 것으로 확인

※ ACS Energy Letters 게재(2021.08.19.)