생기원-KAIST-서울대, 연료전지 내구성 높인 '복합 전해질막' 개발 한국생산기술연구원(이하 생기원)이 KAIST, 서울대학교와 공동으로 격자 구조의 나노섬유를 활용해 내구성이 뛰어난 수소연료전지용 전해질막을 개발했다. 수소연료전지는 두 개의 전극과 양 전극 사이에서 수소 이온을 전도시키는 전해질막으로 구성되는데, 양쪽 전극으로 들어오는 연료 기체(수소 및 산소)를 분리하고 수소 이온만 통과시켜 분리막 역할을 하는 전해질막이 연료전지 시스템의 출력과 내구성을 좌우한다. 수소연료전지차(이하 수소차)는 빠른 충전으로 긴 거리를 주행할 수 있는 장점이 있는 반면 수소 충전소 부족 등 인프라 미비, 핵심부품의 높은 단가 및 낮은 내구성이 시장 확대의 걸림돌이 되고 있다. 특히 연료전지 구동 중 발생하는 전해질막의 부피 팽창과 이로 인한 수소연료 기체의 크로스오버(Crossover)가 성능과 내구성을 떨어뜨리는 주요인으로 꼽힌다. 수축·팽창이 반복돼 전해질막이 손상되면 수소연료 기체의 크로스오버가 일어나 출력이 낮아지고, 부반응이 발생해 전해질막의 분해를 더욱 가속화시킨다. 전해질막의 손상은 수소이온 전도도를 저하시키며, 이는 전기화학 반응에 악영향을 미쳐 연료전지
[첨단 헬로티] 소금 더해 손쉽게 나노섬유 적층, 정밀한 바이오 장치에 응용 기대 3D프린팅으로 나노 규모 구조물을 제작할 수 있는 기술이 개발됐다. 기초과학연구원(IBS, 원장 노도영) 첨단연성물질 연구단 조윤경 그룹리더(UNIST 생명과학부 교수)와 연구진은 기존 근거리 전기 방사 기술에 쓰이는 고분자 용액에 염화나트륨을 더해 나노 섬유를 3차원으로 높게 쌓는 데 성공하고, 실제 나노 규모 구조물을 만들어 선보였다. ▲나노 규모 3D 프린팅 개요 근거리 전기방사 기술은 빠르게 굳는 고분자 용액을 기판과 가까운 거리에서 쏘아 섬유를 만들어 쌓는 프린팅 기법이다. 섬유 자체가 유연하기에 플렉서블 센서나 인공 조직을 만드는 데 쓰인다. 또 섬유의 위치를 정밀하게 조절할 수 있고 비교적 낮은 전압에서 작동한다는 장점이 있다. 그러나 나노 두께 섬유를 높게 쌓기 위해서는 복잡한 외부 부속품이 필요해 일반적으로 2차원 평면 구조를 만드는 데 그쳤다. 연구진은 근거리 전기방사 기술을 3차원으로 확장하기 위해 이미 쌓인 나노 섬유와 새로 방사하는 고분자 용액 사이의 정전기력에 주목했다. 전기방사는 방사되는 고분자를 (+) 혹은 (-) 전하를 띠게 한 후, 반대 전하를
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