KAIST는 세라믹 복합나노섬유를 개발해 현존 최고 성능의 이산화탄소 분해 성능을 가진 세라믹 전해전지를 개발했다. 그림은 복합나노섬유의 제작 공정 모식도 및 형상. KAIST 제공





현존 최고 성능의 이산화탄소 분해 성능을 가진 세라믹 전해전지를 개발한 KAIST 연구진.


온난화 주범인 이산화탄소의 분해 성능을 기존보다 50% 이상 향상시킨 새로운 복합전극이 개발됐다.
KAIST는 이강택 기계공학과 교수 연구팀이 세라믹 복합나노섬유를 개발해 현존하는 최고 성능의 이산화탄소 분해 성능을 가진 세라믹 전해전지를 단기연체대출 구현했다고 1일 밝혔다.
세라믹 전해전지(SOEC)는 이산화탄소를 일산화탄소 등 유용한 화학물질로 전환할 수 있는 에너지 변환 기술로 주목받고 있다. 하지만 800도 이상의 작동 온도가 필요해 유지 비용이 많이 들고, 안정성이 낮아 상용화에 한계가 있다.
연구팀은 전기가 잘 통하는 초이온전도체를 기존 전극에 섞어 만든 학자금 저금리 전환 방법 '복합 나노섬유 전극'을 개발, 세라믹 전해전지가 더 낮은 온도에서도 효율적으로 작동할 수 있도록 설계했다. 나노섬유 굵기를 기존보다 45% 줄여 전극을 머리카락 굵기보다 1000배 가는 수준으로 제작해 전기분해 반응이 일어나는 면적을 극대화했다.
이를 통해 세라믹 전해전지의 작동 온도를 낮춘 동시에 이산화탄소 분해 성능을 50%가량 학자금 전환대출 높이는 데 성공했다.
복합 나노섬유가 적용된 세라믹 전해전지는 기존 보고된 소자 중 가장 높은 세계 최고 수준의 이산화탄소 분해 성능을 기록했고, 300시간의 장기 구동에도 안정적인 전압을 유지했다고 연구팀은 설명했다.
이강택 교수는 "나노섬유 전극 제작과 설계 기술은 이산화탄소 저감뿐만 아니라 그린수소와 친환경 전력 전문대학 순위 생산 등 다양한 차세대 에너지 변환 소자 개발에 선도적 기술로 활용될 것"이라고 말했다.
이 연구결과는 국제 학술지 '어플라이드 카탈리시스 B: 환경과 에너지(지난달 3일자)' 온라인에 실렸다. 이준기기자 bongchu@dt.co.kr