수소연료 '드론' 나오나.. 無가습 수소전지 개발

KIST 채지언 연구원(박사과정, 1저자)과 이소영 선임연구원(1저자)가 연구팀에서 개발한 이중교환막 연료전지를 사용해 성능을 측정하고 있다.

[아시아경제 황준호 기자] 국내 연구진이 가습 시스템이 없는 수소연료전지를 개발했다. 크기와 무게를 확 줄이면서도 최고 850mW/㎠의 출력과 700시간 이상 지속되는 안정성을 갖춘 전지로, 드론이나 무인항공기의 주전원으로 활용할 수 있을 것으로 예상된다.

이중교환막연료전지 개발

수소·연료전지연구단 김형준 박사팀에서 개발한 신개념 연료전지인 이중교환막 연료전지. 더 많은 전기를 발생시키기 위해 이중교환막 접합체를 차례로 적층한 연료전지 스택(왼쪽)과 KIST 김형준 박사팀이 고안한 연료전지용 이중교환막의 실물(오른쪽) 사진이다.

한국과학기술연구원은 수소·연료전지연구단의 김형준 박사 연구팀이 가습장치가 필요 없는 신개념 수소연료전지인 이중교환막연료전지 개발에 성공했다고 19일 밝혔다.

연구팀이 개발한 전지는 고체알칼리막연료전지 중 수소가 공급되는 전극인 애노드와 산소가 공급되는 전극을 갖춘 고분자전해질연료전지를 나란히 배열한 전지다. 이 전지에서는 수분이 자연적으로 발생하고 이를 다시 활용할 수 있다. 연구팀은 투명 셀을 이용해 실험 결과, 애노드와 캐소드 모두에서 물이 생성되는 것이 확인됐다.

특히 이 전지는 가습 없이 수소나 산소가 공급돼도 최고 850mW/㎠의 출력과 700시간 이상 지속되는 안정성을 나타냈다. 이는 세계 최고 수준의 성능이다. 또 이중교환막 연료전지 스택을 제조해 실험한 결과, 약 50회 이상의 on/off 반복 운전에도 성능 저하가 나타나지 않았다.

드론의 주전원으로 활용 가능

[이미지출처=연합뉴스]

KIST 김형준 박사는 "현재 수소전기차에 주로 사용되는 연료전지 시스템을 더욱 가볍고 단순하게 만들면 장기체공이 필요한 드론과 무인 항공기 등의 주전원으로도 활용할 수 있다"고 밝혔다.

연구결과는 연료전지 분야의 국제 저널인 저널 오프 멤브레인 사이언스 최신호에 실렸다.

황준호 기자 rephwang@asiae.co.kr