서울시립대학교는 본교 기계정보공학과 나영승 교수와 독일 칼스루에 공과대학교 (Karlsruhe Institute of Technology) 율리히 연구소 (Julich Research Center) 공동연구팀이 직접 메탄올 연료전지 스택의 전기화학적 특성을 이용해 광학적 방법이나 밀도 차에 의한 방법을 사용하지 않고 메탄올 수용액의 농도를 측정할 수 있는 센서를 개발했다고 13일 밝혔다.

직접 메탄올 연료전지(Direct Methanol Fuel Cell, DMFC)는 노트북이나 핸드폰 충전, 군용 이동 전원과 같은 휴대용 전원시스템으로 이용돼 왔으나 최근 레저용 보조 전원, 실내용 지게차와 같은 대용량 전원시스템 분야로 연구개발이 확대되고 있다.

서울시립대학교에 따르면 공동연구진은 직접 메탄올 연료전지 자체의 전기화학 반응과 메탄올 수용액의 농도와의 관계를 전기화학 반응으로 추정할 수 있도록 전압 측정 시스템을 구성했다. 또한, 단위 전지뿐만 아니라 실제 시스템에 장착되는 수십 개의 전지가 직렬로 연결된 연료전지 스택에서도 사용할 수 있는 관계식을 개발하여 +/- 0.1 M 농도의 높은 정확도로 농도를 측정하는 데 성공했다.

이번 연구는 상용화가 용이한 직접 연료전지 스택 자체로 농도를 예측하는 기술을 개발했다는 점과 고가의 농도 센서를 사용하지 않고 시스템을 구성할 수 있다는 점에서 의미가 있다고 학교 측은 설명했다.

서울시립대 나영승 교수는“측정 방법의 정확도와 반응속도 개선을 위해 전기화학반응 뿐만 아니라, 유동 및 열전달 기술의 접목이 더욱 중요해질 것으로 예상되며, 향후 상용화 가능한 수준의 전기화학반응 기반의 센서를 지속적으로 연구개발 할 것”이라고 밝혔다.

본 연구는 수소에너지 분야 국제학술지 ‘International Journal of Hydrogen Energy’ 최신 호에 게재됐으며, 독일 헬름홀츠 재단(Helmholtz Validation Fund)과 한국연구재단/과학기술정보통신부의 원천기술개발사업의 지원을 받아 수행됐다.

베타뉴스 강규수 기자 ()
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