나노기술 및 정책 정보

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● 최승목 박사(한국재료연구원) 연구팀은 음이온교환막 수전해의 핵심 부품인 전극을 원료물질로부터 바로 양산이 가능한 수준으로 만드는 원스텝 전극 제조 공정을 개발해, 상용 수준의 음이온교환막 수전해 스택에 적용하는 데 성공

● 연구팀은 원스텝 열간 압착 공정*을 이용하여 복잡한 공정 단계(수산화물-산화물-분쇄-분산-코팅-건조)를 한 번의 코팅으로 대체함으로써, 기존 공정 대비 60% 수준 공정 간소화 및 균일한 촉매층 형성

* 원스텝 열간 압착 공정 : 원료물질인 코발트 수산화물을 촉매인 코발트 산화물로 변환하면서 동시에 고균일 촉매층을 형성하는 기술

● 연구팀은 공정의 최적화를 위해 코발트 수산화물의 슬러리 조건과 온도 및 압력을 조절하고, 10나노미터 크기의 균일한 산화물 입자로 구성된 촉매층 제조에 성공

● 또한, 연구팀은 개발된 전극을 음이온교환막과 수소발생촉매를 이용해 막전극접합체를 제조하였으며, 이어 수전해 시스템에 전극을 적용하여 80%의 수소 발생 효율(저위발열량기준) 및 2mV/kh의 성능 감소율(연속 운전 1,000시간) 달성

● 본 연구 성과는 양산이 가능한 전극 제조 공정의 원천 기술을 확보한 데에 의의가 있으며, 향후 본 기술이 적용되면 음이온 교환막 수전해의 대량 양산이 가능해 단가를 줄일 수 있을 것으로 기대

Applied Energy (2024.06.18.), Highly durable and efficient anion exchange membrane water electrolyzer using one-step fabrication of the integrated electrode by the hot-press process