국내 연구진이 에너지 문제와 환경 문제를 동시에 해결할 수 있는 연료전지 기술을 한 단계 더 진보시키는데 성공했다. 성영은 기초과학연구원(IBS) 나노입자연구단 그룹리더가 이끄는 연구진은 중금속 제거와 에너지 생산 효율을 동시에 높일 수 있는 하이브리드 연료전지를 개발하는 데 성공했다고 17일 밝혔다. 연료전지란 수소나 알코올 등 연료를 태워 전기를 만들어 주는 초소형 발전장치로 본래 우주선 등에 쓰기 위해 개발됐다.

연구팀이 개발한 연료전지는 알코올의 일종인 메탄올을 태워 전기를 만드는 '메탄올 연료전지'다. 메탄올 연료전지는 연료를 구하기 쉽고, 저장 및 운반도 편리해 응용 가능성이 높지만 부산물인 일산화탄소가 백금 촉매와 반응하며 6가 크롬이라는 중금속을 만들어내는데다가 성능이 계속해서 떨어지는, 일명 '피독현상(poisoning)'이 단점으로 지적돼 왔다.

연구팀은 전기 발생 과정에서 중금속을 자동으로 제거하는 기계 구조를 새롭게 만들었다. 또 피독을 제거해 에너지 전환 효율을 높일 수 있는 새로운 반응 메커니즘도 고안해 냈다. 연구팀은 이렇게 개발한 새로운 형태의 메탄올 연료전지를 10시간 가량 장시간 구동해 본 결과 초기 성능과 동일하게 유지된다는 점을 확인했다.

성 그룹리더는 "중금속 제거와 에너지 효율을 동시에 높이는 신개념 연료전지 개발에 성공한 것은 이번이 처음"이라며 "연료전지의 낮은 성능과 장기구동 시 성능 저하 문제를 해결할 수 있어 메탄올 연료전지의 상용화를 앞당길 것으로 기대한다"고 밝혔다. 이 연구 성과는 '네이처' 자매지인 '사이언티픽 리포트' 12일자 온라인판에 게재됐다.

▲ 크롬의 도입을 통해 일산화탄소 피독 현상이 제거되는 메커니즘 규명.