최신 반도체 공정기술 적용
포스텍 기계공학과 안지환 교수 연구팀은 최신 반도체 공정을 사용해 고체 산화물 연료 전지용 다공성 전극을 제작하는데 성공했다.
이 연구에는 포스텍 박사과정 조성은 씨, 카이스트(한국과학기술원) 신소재공학과 정우철 교수·전성현 씨 등이 참여했다.
원자층 증착 공정은 기체 상태의 물질을 기판 표면에 원자층 단위로 얇고 균일하게 증착하는 기술이다.
안지환 교수팀은 이전 연구에서 이 기술로 고체 산화물 연료 전지 효율을 높였고, 이번 연구에서 미세 분말 상 나노 박막을 정밀 코팅할 수 있는 분말 원자층 증착 공정과 장비를 직접 개발해 적용했다.
연구팀은 이 공정으로 산화지르코늄 세라믹 물질을 다공성 구조체 공기극에 균일하게 코팅했다.
이로 인해 분말 형태 전극 소재에 원자층 공정을 적용해 구조체 내부까지 증착하는 데 성공했다. 실험 결과 연구팀이 제작한 전극은 고온 환경(700~750℃)에서도 전지 최대 전력 밀도를 기존 대비 2.2배 높였으며, 전지 효율을 떨어뜨리는 활성화 저항이 60% 감소했다.
안지환 교수는 “우수한 반도체 공정 기반 기술로 친환경 에너지 시스템 분야에서 혁신을 이룬 사례”라며 “후속 연구를 통해 지속 가능한 친환경 에너지 솔루션을 개선해 나가겠다”고 말했다.
한편 이 연구는 최근 재료과학 분야 국제 학술지인 ‘스몰 메소즈’의 뒤표지 논문으로 게재됐다.
/장은희기자 jangeh@kbmaeil.com
