나노기술 및 정책 정보

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양자과학기술연구개발기구(QST), 원자력연구개발기구(JAEA) 등의 공동 연구그룹이‘열화학 수소 제조 IS 프로세스’의 주요 반응인 분젠 반응의 과전압(반응시의 소비 에너지)을 기존보다 70% 감소시키는 데 성공함. 연구진은 양자 빔 접목(graft)·가교 기술을 이용, 기존 막의 이온 교환 용량을 약 2배로 하여 막 저항을 반감시키면서, 이로써 발생하는 막의 기계 강도 저하를 막기 위해 그라프트 사슬의 가교 밀도를 2배 높임으로써, 새롭게 저저항 양이온 교환막를 개발함. 연구진은 개발한 양이온 교환막과 금 양극을 막 분젠 반응기에 넣고, 50℃에서 시험했으며, 기존 시험에 비해 막 저항의 전압이 약 80%, 양극 반응의 과전압이 약 40% 감소됨. 그 결과, 전체 반응 과전압을 목표치인 0.2V로 감소시키는 데 성공함. 본 성과에 의해 태양열로 구동하는 IS 프로세스의 수소 생산 효율이 40% 향상될 것으로 전망되며, 더불어 대량의 수소를 생산하고 연료 전지 자동차와 가정용 연료 전지에 공급할 수 있게 됨으로써‘수소 사회’구축에 크게 공헌할 것으로 기대됨.

본 연구 성과는 ‘International Journal of Hydrogen Energy’ (“Development of strength evaluation method of ceramic reactor for iodine-sulfur process and hydrogen production test in Japan Atomic Energy Agency”)지에 게재됨