나노기술 및 정책 정보

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● 최시혁 교수(금오공대) 연구팀은 귀금속 촉매 없는 프로톤 전도성 세라믹 전해질 기반의 고성능 직접 암모니아 세라믹 연료전지를 개발

● 연구팀은 가장 기본적인 연료극 구성인 니켈 촉매와 전해질만을 조합해 귀금속 촉매 없이도 효과적으로 암모니아를 분해할 수 있는 약 2μm 크기의 촉매 입자와 약 330μm 두께의 미세한 기공 구조를 가지고 있는 연료극을 제안

● 연구팀이 개발한 직접 암모니아 프로토닉 세라믹 연료전지는 600℃와 500℃에서 1.14W/cm2 및 0.44W/cm2의 매우 높은 최대 전력 밀도를 달성하며 기존의 귀금속 촉매를 도입한 직접 암모니아 연료전지보다 뛰어난 성능을 구현

● 연구팀은 실험 결과 500℃의 구동 온도 및 암모니아 연료 공급 조건에서 200시간 동안 열화 없이 장시간 구동되고 이후에도 연료극 미세구조의 변화나 니켈 질화물 형성 없이 높은 안정성을 유지함을 확인

● 본 연구는 암모니아를 활용해 무탄소 연료로 수소의 저장 및 운송의 한계점을 해결하고 이를 직접 활용한 연료전지는 탄소 중립을 실현할 수 있는 핵심 기술이 될 것으로 기대  

ACS Energy Letters (2024.10.24.), Understanding Direct-Ammonia Protonic Ceramic Fuel Cells: High-Performance in the Absence of Precious Metal Catalysts