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[IT뉴스]수소 만드는 부품이 1000시간 써도 끄떡없다

온카뱅크관리자

2024-06-03 14:04:37

<div id="layerTranslateNotice" style="display:none;"></div>  <strong class="summary_view" data-translation="true">화학연구원, 음이온교환막 소재 개발<br>알칼리수는 물론 중성수에서 성능 우수<br>수소생산 성능도 기존 소재보다 향상돼</strong> 
        <div class="article_view" data-translation-body="true" data-tiara-layer="article_body" data-tiara-action-name="본문이미지확대_클릭"> 
         <section dmcf-sid="pZ8AtSphUM">
          <figure class="figure_frm origin_fig" dmcf-pid="U2jy4UQ07x" dmcf-ptype="figure">
           <p class="link_figure"><img alt="화학연구원 이장용 박사팀에서 개발한 음이온교환소재(HQPC-TMA) 및 이를 이용해 제조한 고품위 전해질막. 화학연구원 제공" class="thumb_g_article" data-org-src="https://t1.daumcdn.net/news/202406/03/fnnewsi/20240603140438097ctad.png" data-org-width="800" dmcf-mid="3B0QCjvaFe" dmcf-mtype="image" height="auto" src="https://img2.daumcdn.net/thumb/R658x0.q70/?fname=https://t1.daumcdn.net/news/202406/03/fnnewsi/20240603140438097ctad.png" width="658"></p>
           <figcaption class="txt_caption default_figure">
            화학연구원 이장용 박사팀에서 개발한 음이온교환소재(HQPC-TMA) 및 이를 이용해 제조한 고품위 전해질막. 화학연구원 제공
           </figcaption>
          </figure>
          <div dmcf-pid="uoTzNxkPUQ" dmcf-ptype="general">
           [파이낸셜뉴스] 한국화학연구원 이장용·김성준 박사팀이 물에서 수소를 뽑아낼때 1000시간 이상 사용해도 끄덕없는 음이온교환막 소재를 개발했다. 이는 기존의 소재보다 내구성이 10배 이상 향상된 것이다. 
          </div>
          <p dmcf-pid="7KavV06FpP" dmcf-ptype="general">개발 소재로 만든 수전해 셀은 알칼리수가 아닌 중성수를 적용한 경우에도 상용 소재 대비 2배 이상 성능이 향상됐다. 알칼리 해수를 활용한 경우에도 세계 최고 수준의 셀 성능을 보였다. 현재 상용 소재의 경우, 일반적으로 쓰이는 알칼리수 외에는 매우 낮은 성능을 보이고 있지만, 앞으로 연구가 필요한 민물이나 바닷물을 활용한 수전해 구동에 실마리가 될 것으로 보인다. </p>
          <p dmcf-pid="zMstd2LKF6" dmcf-ptype="general">3일 화학연구원에 따르면, 연구진이 이번에 개발한 소재를 실험한 결과 성능과 내구성 모두 개선됐다. </p>
          <p dmcf-pid="qjGKkdrRz8" dmcf-ptype="general">특히 80도의 고농도 알칼리 용액에서 2500시간 경과 후에도 이온전도도가 거의 100% 유지될 정도로 매우 높은 화학적 안정성을 가졌다. 기존 소재들은 이보다 낮은 농도의 알칼리 용액으로 1000~3000시간 동안 초기 성능대비 97% ~ 60%에 불과했다. </p>
          <p dmcf-pid="BLv7aQc6z4" dmcf-ptype="general">또한, 연구진은 이 소재를 음이온교환막으로 활용해 비귀금속 전극과 결합한 수전해 셀을 만들었다. 이 셀을 1000시간 동안 가속 테스트한 결과, 성능이 떨어지는 속도가 약 10분의 1로 감소해 내구성이 뛰어나다는 것을 확인했다. </p>
          <figure class="figure_frm origin_fig" dmcf-pid="b4kGPzRuzf" dmcf-ptype="figure">
           <p class="link_figure"><img alt="화학연구원 이장용 박사팀에서 개발한 음이온교환소재(HQPC-TMA) 및 이를 이용해 제조한 수전해 핵심 소재 (하단 우측부터 음이온교환막, 전극, 막전극접합체) 및 셀. 화학연구원 제공" class="thumb_g_article" data-org-src="https://t1.daumcdn.net/news/202406/03/fnnewsi/20240603140438697cuof.png" data-org-width="800" dmcf-mid="0ZfN5h3IFR" dmcf-mtype="image" height="auto" src="https://img2.daumcdn.net/thumb/R658x0.q70/?fname=https://t1.daumcdn.net/news/202406/03/fnnewsi/20240603140438697cuof.png" width="658"></p>
           <figcaption class="txt_caption default_figure">
            화학연구원 이장용 박사팀에서 개발한 음이온교환소재(HQPC-TMA) 및 이를 이용해 제조한 수전해 핵심 소재 (하단 우측부터 음이온교환막, 전극, 막전극접합체) 및 셀. 화학연구원 제공
           </figcaption>
          </figure>
          <div dmcf-pid="KPwZMbJqzV" dmcf-ptype="general">
           이와함께 수전해 셀에 이번에 개발한 소재와 해외 소재를 비교한 결과, 수소 생산 성능이 향상됐다. 연구진이 개발한 소재는 2V 전압에서 14.6A/㎠의 성능을 보인 반면, 해외 소재는 8∼12A/㎠에 그쳤다. 
          </div>
          <p dmcf-pid="9GVaZCFOz2" dmcf-ptype="general">연구진이 개발한 소재는 튼튼하고 분자구조 조절이 용이한 폴리카바졸(PC)계 소재를 설계, 분자량을 높이는 기술을 적용하여 수소 생산 성능과 내구성을 높인 것이다. </p>
          <p dmcf-pid="2tQE0y7vU9" dmcf-ptype="general">이장용 박사팀은 지난 2020년에 이미 우수한 음이온 전도 성능 및 화학적 안정성을 갖는 폴리카바졸 기반의 음이온교환소재(QPC-TMA)를 개발한 바 있다. 이번에 개발한 소재 (HQPC-TMA)는 이전 소재에 사슬 연장기를 도입해 분자량을 더욱 증대시키고, 정제 과정을 추가해 저분자량 물질은 효과적으로 제거함으로써, 성능과 내구성 모두 개선시켰다. </p>
          <p dmcf-pid="VNYbcewMpK" dmcf-ptype="general">연구진은 이번에 개발한 소재를 더 크게 만드는 연구를 진행할 계획이다. 대용량 합성 연구와 대면적 강화막 제조 연구를 준비하고 있다. </p>
          <p dmcf-pid="fcX2Disd3b" dmcf-ptype="general">한편, 연구진은 이번에 개발한 소재를 에너지 과학기술 분야 국제학술지 '에너지 앤드 인바이런멘털 사이언스(Energy &amp; Environmental Science)'에 발표했다. <br>#화학연구원 #수소 #수전해 #해수 #내구성 #음이온교환막 #알칼리 #민물 </p>
          <p dmcf-pid="4GVaZCFO0B" dmcf-ptype="general">monarch@fnnews.com 김만기 기자</p>
         </section> 
        </div> 
        <p class="" data-translation="true">Copyright © 파이낸셜뉴스. 무단전재 및 재배포 금지.</p>

차세대 수전해 기술, 성능과 내구성 향상…음이온교환막 소재 개발 삼성전자, 올 1분기 38개국 스마트폰 시장서 1위

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