프린터로 인쇄하듯 셀 생산…차세대 연료전지·수전해 기술 개발 가속

(왼쪽부터) 고려대 기계공학부 심준형 교수(연구책임자·교신저자), 강성민 연구원(제1저자). 사진=고려대학교

고려대학교(총장 김동원)는 기계공학부 심준형 교수 연구팀이 프린터로 인쇄하듯 수소전지를 제작할 수 있는 생산 기술을 개발했다고 17일 밝혔다. 연구 성과는 국제 학술지 ‘Chemical Engineering Journal’에 3월 1일자로 출판됐다.

연료전지는 로봇·드론 등 고전력 미래 모빌리티 에너지원으로 주목받고 있다. 이에 따라 연료가 되는 수소를 만드는 방법도 기존 천연가스를 이용하는 방식에서 물을 전기로 분해해 만드는 친환경 ‘그린 수소’로 바꾸는 것이 글로벌 에너지 산업의 주요 과제로 떠오르고 있다.

연구팀은 잉크를 뿌리듯 인쇄하는 ‘잉크젯 프린팅’ 공정을 활용해 연료전지와 물을 전기 분해해 수소를 생산하는 수전해 장치의 핵심 부품인 ‘프로톤 세라믹 전기화학 셀’ 전 소재를 만드는 데 성공했다고 밝혔다. 다양한 재료를 잉크 형태로 합성해 층층이 쌓아 인쇄하는 방식으로 원하는 크기와 구조의 셀을 자유롭게 설계할 수 있도록 한 것이다.

기존 연료전지·수전해 셀 제작에는 스크린 프린팅이나 슬롯다이 코팅 방식이 주로 사용돼 재료나 구조 변경 시 설비를 바꿔야 하는 한계가 있었지만, 연구팀은 동일 장비로 다양한 소재와 형상을 구현할 수 있는 잉크젯 프린팅 공정을 수소 에너지 분야에 접목했다.

심준형 고려대학교 기계공학부 교수는 “잉크젯 프린팅 기술로 연료전지와 수전해 수소 생산 시스템 개발 속도를 높일 수 있다”며 “재료 조합과 구조를 자동으로 최적화하는 스마트 제조 플랫폼으로 발전시키는 것이 목표”라고 말했다.

<문화경제 한시영 기자>