수소차 연료전지 핵심재료 전해질…국산화 성공

한국화학연구원이 국내에서 처음으로 개발한 수소차 연료전지의 핵심재료인 ‘과불소계 술폰산 이오노머(PFSA)’ 전해질 사진. 한국화학연구원 제공

한국화학연구원은 수소자동차 연료전지의 핵심 재료인 전해질을 국내에서 처음으로 개발했다고 17일 밝혔다.

수소차는 연료전지에서 수소와 산소 간 화학 반응으로 물이 배출되고 전기가 생성되는 원리로 움직인다. 따라서 연료전지에선 수소를 통과시켜 산소와 반응하게 하는 분리막과 전류를 흐르게 하는 전해질이 매우 중요하다. 현재 가장 성능이 좋은 건 구멍이 많은 분리막 소재의 빈 공간에 ‘과불소계 설폰산 이오노머’(PFSA) 전해질을 넣은 형태인데, 9단계나 되는 PFSA 제조 공정이 매우 복잡해 지금까진 미국 화학기업인 듀폰 제품이 시장 대부분을 차지해왔다.

국내 연구진이 3년간의 연구 끝에 기초 원료인 불소 에틸렌(TFE)에서 모든 단계를 거쳐 PFSA를 만드는 데 성공한 것이다. 성능도 뒤처지지 않아 전지 내 전해질의 전류 전달 능력인 단위 면적당 이온전도도 등에서 듀폰 제품과 견줄 수 있는 것으로 측정됐다. 하루 5㎏을 생산할 수 있는 공정을 건설ㆍ운영해 얻은 기술인 만큼 제품도 곧바로 생산할 수 있다.

연구를 진행한 박인준 책임연구원은 “생산제품의 장기 안정성 평가, 제조공정의 최적 조건 검증 등을 거쳐 기술이전을 추진할 계획”이라며 “일부 국가만 가진 기술을 독자 개발한 만큼 친환경 수소차 개발 선도국으로 올라서는데 기여할 수 있을 것”이라고 말했다.

변태섭기자 libertas@hankookilbo.com