본교 신소재공학과 이동욱 교수 연구팀이 포항공과대학교(포스텍, POSTECH) 신소재공학과·친환경소재대학원 김용태 교수 등과 함께 버려지는 열에너지나 체온에서 전기를 생산하는 ‘열-전기화학 전지 효율’을 높이는 데 성공했다.

해당 연구와 관련해 이전에는 가정이나 산업 현장에서 사용되지 못한 열에너지를 전기로 바꾸는 *전지가 연구에 사용됐다. 그러나 전기화학적으로 열을 전기로 바꾸는 전지는 에너지 전환 효율이 낮고 백금 등의 귀금속 **촉매가 필요해 상용화에 어려움이 많다는 단점이 존재했다. 연구팀은 이런 한계를 극복하기 위해 이번 연구에 철을 기반으로 한 촉매와 과염소산(HCIO4) 음이온을 사용했다. 연구팀은 과염소산으로 철 이온 쌍(Fe2+/Fe3+)이 포함된 전해질의 ***무질서도를 높임으로써 전지 효율을 높였다. 실험 결과 이 전지는 기존 전지보다 2배 이상 높은 에너지 전환 효율을 기록했다. 이번 연구는 우수성을 인정받아 2일(목) 국제 학술지인『Advanced Functional Materials』의 표지 논문으로 실렸다.

이번 연구에 참여한 본교 신소재공학과 이동욱 교수는 “처음으로 표지 논문의 저자가 되는 거라 나에게는 큰 의미가 있다. 앞으로 더 열심히 연구를 해야겠다는 생각이 든다.”라며 연구 성과에 대한 소감을 밝혔다. 연구를 진행하면서 어려움이 없었냐는 질문에는 “연구에 있어서 위기는 상수다. 항상 벌어지는 일이다. 특별히 한 건 없고 같이 연구를 진행한 포스텍김용태 교수님이 많이 도와주셨다. 연구에 비교적 늦게 참여했는데, 주변에서 많이 도와준 덕분에 힘든 상황을 잘 마무리하고 연구를 진행할 수 있었다.”라고 답했다. 후속 연구에 관한 질문에선 “가격이 비싼 백금 대신 비슷한 성능을 가졌지만 훨씬 저렴한 재료를 사용해 물 분해를 이용한 청정 수소 생산을 후속 연구 분야로 생각하고 있다. 철이 들어가기 때문에 가격이 저렴하지만, 산업적으로 사용될 만큼 많이 양산하는 방법이 아직 개발되지 않았다. 그래서 실험을 할 수 있을 정도의 양을 개발 중이다.”라고 전했다. 

*전지: 물질의 변화로 방출되는 에너지를 전기에너지로 변환하는 소형 장치 

**촉매: 반응속도는 증가 또는 감소시키는 효과를 나타내는 물질 

***무질서도: 어떤 물리계 내에서 일하는 데 사용할 수 없는 에너지를 나타내는 하나의 척도