‘미로 효과’로 수소 잡는다…연료전지 안전성 높인 나노복합체 개발 작성일 11-02 38 목록 <div id="layerTranslateNotice" style="display:none;"></div> <strong class="summary_view" data-translation="true">화학연, 수소 누출 막는 새 가스켓 기술 개발</strong> <div class="article_view" data-translation-body="true" data-tiara-layer="article_body" data-tiara-action-name="본문이미지확대_클릭"> <section dmcf-sid="5xIBmm6bco"> <figure class="figure_frm origin_fig" contents-hash="0f94c9d15afebb0f87f4003ab69319f244f3dcedce8fe717bfc7a91319a16b0a" dmcf-pid="1fDpcc9UoL" dmcf-ptype="figure"> <p class="link_figure"><img alt="한국화학연구원 연구진이 완성된 2차원 질화붕소 나노플레이크(BNNF)를 첨가한 가스켓 복합체를 보여주고 있다./한국화학연구원" class="thumb_g_article" data-org-src="https://t1.daumcdn.net/news/202511/02/chosunbiz/20251102120149639sxvt.jpg" data-org-width="800" dmcf-mid="XpS2CCMVka" dmcf-mtype="image" height="auto" src="https://img3.daumcdn.net/thumb/R658x0.q70/?fname=https://t1.daumcdn.net/news/202511/02/chosunbiz/20251102120149639sxvt.jpg" width="658"></p> <figcaption class="txt_caption default_figure"> 한국화학연구원 연구진이 완성된 2차원 질화붕소 나노플레이크(BNNF)를 첨가한 가스켓 복합체를 보여주고 있다./한국화학연구원 </figcaption> </figure> <figure class="figure_frm origin_fig" contents-hash="52d57e2a074e4cce4225d492a1ee457ce3eba10ed1fb44846dc8818d63da3ec5" dmcf-pid="t4wUkk2ugn" dmcf-ptype="figure"> <p class="link_figure"><img class="thumb_g_article" data-org-src="https://t1.daumcdn.net/news/202511/02/chosunbiz/20251102120149832bwpu.png" data-org-width="1232" dmcf-mid="ZWwUkk2ukg" dmcf-mtype="image" height="auto" src="https://img3.daumcdn.net/thumb/R658x0.q70/?fname=https://t1.daumcdn.net/news/202511/02/chosunbiz/20251102120149832bwpu.png" width="658"></p> </figure> <p contents-hash="3c7705253f47c839a6ea49aa982e49b06435bf44aeff3a499a381ed0bbbcae38" dmcf-pid="F8ruEEV7oi" dmcf-ptype="general">연료전지와 수전해 장치는 수소, 산소, 냉각수 등이 계속 순환하는 시스템이다. 이때 내부의 기체가 새지 않도록 막아주는 부품이 바로 ‘가스켓(개스킷)’이다. 이 부품의 성능이 떨어지면 효율이 낮아지고, 심한 경우 폭발 사고로 이어질 수 있다.</p> <p contents-hash="5c0874aef21c7cd06066ab5f86aca69b13aa2bd6803d1e05c9b0ece454c2ee31" dmcf-pid="36m7DDfzoJ" dmcf-ptype="general">오근환 한국화학연구원 화학소재연구본부 책임연구원 연구진이 가스켓의 강도와 안전성, 효율을 모두 높이는 나노복합체 기술을 개발했다. 연구 결과는 국제 학술지 ‘고급 복합재 및 하이브리드 재료(Advanced Composites and Hybrid Materials)’에 지난 10월 게재됐다.</p> <p contents-hash="36da0fa9f1928a42379a24be8f6a9ccb7333b5e1d3fdc979682181d90ea416e6" dmcf-pid="0Pszww4qgd" dmcf-ptype="general">연구진은 2차원 질화붕소 나노플레이크(BNNF)라는 아주 얇은 나노 소재를 이용했다. 이 소재에 ‘파이렌메틸 메타크릴레이트(1-PMA)’라는 물질을 붙여 기능을 더한 뒤, 실리콘과 합성고무(EPDM) 가스켓에 섞었다.</p> <p contents-hash="0a1bca64f6fb9598d8ce2d9838d989aaaeefb5e4652d1453013421b77efa7937" dmcf-pid="pQOqrr8BNe" dmcf-ptype="general">그 결과, 소재 내부에 일종의 조밀한 ‘미로’를 만들어 수소 분자가 빠져나가기 어렵게 할 수 있었다. 이 구조 덕분에 기체 누출을 막는 성능이 향상되고, 고온이나 화학물질에도 쉽게 손상되지 않았다.</p> <p contents-hash="0107ab27c901618fea64cc7fa51e6cfd2fdae9dffa784b7cde6a8dafde5258fe" dmcf-pid="UxIBmm6bjR" dmcf-ptype="general">특히 BNNF를 단 0.5%만 섞었을 때도 성능이 확실히 향상됐다. EPDM 가스켓은 강도(영률)가 32.1% 높아지고, 수소가 새는 비율은 55.7% 줄었다. 실리콘 가스켓은 강도가 96.6% 늘고, 기체 투과율은 42.7% 감소했다. 산성이나 알칼리성 환경에서 225시간을 버티는 실험에서도 질량 손실이 거의 없을 만큼 안정성이 뛰어났다.</p> <p contents-hash="a1af81ad027d32f021c5b678735ad0e6232da3f6f1aa25495bb265e2debd66b7" dmcf-pid="uMCbssPKaM" dmcf-ptype="general">이 기술을 적용한 단전지 실험에서는 상용 제품과 비슷하거나 더 좋은 전류밀도를 보였다. 내부 압력이 고르게 분포돼 전극 간 접촉이 좋아졌고, 전력 효율이 높아지는 효과도 있었다. 연구진은 “BNNF가 균일하게 섞여 만들어낸 ‘미로 효과’와 탄탄한 결합 구조 덕분”이라고 설명했다.</p> <p contents-hash="01cde7dfed778680c6194fe795cae39b1658e9c09403484d853e5a4e86f0df7d" dmcf-pid="7RhKOOQ9kx" dmcf-ptype="general">이번 기술은 단순히 튼튼한 가스켓을 만든 것을 넘어, 차단성·내화학성·전기화학 성능을 동시에 개선하고, 환경 규제로 활용에 제약이 있었던 기존 불소계와 실리콘 가스켓의 대안을 찾았다는 데 의미가 크다. 연구진은 현재 기술이전과 조기 실증시험을 진행 중이며, 앞으로 수소전기차, 발전용 연료전지, 대형 수전해 설비 등 다양한 현장에 적용할 수 있을 것으로 내다봤다.</p> <p contents-hash="6d725456d1098c800176c744e5d1d4beaa7a4f9b15516ea972770ebc27008737" dmcf-pid="zel9IIx2aQ" dmcf-ptype="general">연구진은 “이번 연구를 통해 수입 의존도가 높은 실리콘계 가스켓의 국산화 기반을 마련했다”고 밝혔다. 이영국 화학연 원장은 “환경 규제에 대응할 수 있는 비불소계 대체 소재를 확보함으로써 비용 절감과 안전성 강화를 동시에 실현할 것”이라고 말했다.</p> <p contents-hash="1026fa77103481114fbb2670dcc6ad467b3ed0df2e985000ed6221dd9f9df688" dmcf-pid="qdS2CCMVAP" dmcf-ptype="general">참고 자료</p> <p contents-hash="62e909b0cbbf3689abbcceee1c6e57cb8e436983a711ccfb191ce737514c7a97" dmcf-pid="BJvVhhRfk6" dmcf-ptype="general">Advanced Composites and Hybrid Materials(2025), DOI: <span>https://doi.org/10.1007/s42114-025-01449-0</span></p> <p contents-hash="4156f5b6e7ba20d4c1d972e74d0e4782ca9db6ae5785c066ffc50287a61e54d0" dmcf-pid="bJvVhhRfg8" dmcf-ptype="general">- Copyright ⓒ 조선비즈 & Chosun.com -</p> </section> </div> <p class="" data-translation="true">Copyright © 조선비즈. 무단전재 및 재배포 금지.</p> 관련자료 이전 물 전기분해 장치 핵심모듈 밀폐 부품 성능·수명 '업' 11-02 다음 원격회의 앱 '줌' 직원들은 계속 재택근무를 할까 11-02 댓글 0 등록된 댓글이 없습니다. 로그인한 회원만 댓글 등록이 가능합니다.
