페로브스카이트 연료전지 성능 30배 높여…화성탐사에 사용

KAIST 니콜라이 박사 "NASA 화성탐사 2020 프로젝트 지원받아"

KAIST 외국인 연구자가 성능을 획기적으로 높인연료전지 소재를 개발했다.

KAIST(한국과학기술원)는 EEWS 대학원 니콜라이 츠베코프(Nikolai Tsvetkov) 박사가 성능을 30배 높인 페로브스카이트 연료전지 소재를 개발했다고 7일 밝혔다.

페로브스카이트란 부도체·반도체·도체의 성질은 물론 초전도 현상까지 갖는산화물이다.

페로브스카이트를 소재로 사용한 연료전지는 효율이 높아 차세대 연료전지로 주목받고 있다.

하지만 공기나 수분에 노출되면 산화물 표면이 불안정해져 연료전지의 성능과수명을 떨어뜨린다는 문제가 있다.

페로브스카이트 산화물 속 스트론튬이 표면에서 절연막을 이뤄 산소의 이동과전자 전달을 방해하기 때문이다.

이를 해결하기 위해 표면에 금속산화물을 수 나노미터(㎚, 10억분의 1ｍ) 수준으로 코팅하는 기술이 사용되고 있지만, 성능을 획기적으로 높이는 데는 한계가 있었다.

연구팀은 페로브스카이트에 하프늄 등 다양한 이종 원소를 도핑해 표면의 절연층 형성을 억제하고, 전기적·촉매적 특성을 높이는 데 성공했다.

기존 고체 산화물을 사용한 연료전지보다 성능이 최대 30배 높아졌으며, 소재안정성 문제도 해결했다.

이번 연구는 미국 항공우주국(NASA) '화성탐사 2020 프로젝트'의 지원을 받았다. 이번에 개발한 연료전지는 NASA의 화성탐사용 우주선의 추진체에 사용될 전망이다.

니콜라이 박사는 지난 1월 KAIST 해외 신진연구자로 선발됐다. 이번 연구 성과는 국제 학술지 '네이처 머티리얼즈'(Nature Materials) 지난달 13일자 온라인판에실렸다.

jyoung@yna.co.kr(끝)<저 작 권 자(c)연 합 뉴 스. 무 단 전 재-재 배 포 금 지.>