포스텍 공동연구팀, 몸 속 전기로 열-전기화학 전지 효율 향상하는 기술 개발

해당 전지, 기존보다 2배 높은 에너지 효율 달성

포스텍 김용태 교수

사람의 몸에서 전기를 만드는 기술이 실현돼 학계의 관심이 쏠리고 있다.

포스텍(포항공대)신소재공학과·친환경소재대학원 김용태 교수, 신소재공학과 정상문 박사·강승연 석사, 홍익대 신소재공학과 이동욱 교수 연구팀은 체온에서 전기를 생산해 열-전기화학 전지의 효율을 높이는 데 성공했다.

연구 결과는 국제 학술지인 '어드밴스드 펑셔널 머티리얼즈' 표지 논문에 게재될 예정이다.

포스텍 정상문 박사

사람의 체온이나 폐열(가정이나 산업 현장에서 사용되지 못한 열 에너지)로 전기를 만드는 '열에너지 하베스팅' 기술은 에너지 고갈과 기후 위기 등을 해결하는 방안 가운데 하나다.

하지만 전기화학적으로 열을 전기로 바꾸는 이 전지는 에너지 전환 효율이 낮고, 백금 등과 같은 값비싼 금속 촉매가 필요해 상용화에 어려움이 컸다.

연구팀은 이를 해결하기 위해 철을 기반으로 한 촉매와 과염소산 음이온을 사용했다. 일반적으로 전지 내 전해질의 무질서도가 증가하면 전압이 높아지고, 전류의 양이 많아져 전지 효율이 향상된다.

포스텍 강승연 석사

연구팀은 전해질의 무질서도를 높이는 방식에다 철과 질소, 탄소로 구성된 촉매를 열-전기화학 전지에 적용했다. 값비싼 백금 대신 수소차 연료용 전지로 널리 사용되고 있는 해당 촉매를 열-전기화학 전지에 사용한 건 이번이 처음이다.

실험 결과 전지는 기존 대비 2배 이상 높은 에너지 전환 효율을 보였고, 제작단가는 무려 3천분의 1수준으로 줄었다.

홍익대 이동욱 교수

포스텍 김용태 교수는 "상대적으로 많이 연구되지 않았던 열-전기화학 전지의 촉매 연구를 통해 시스템의 효율성과 경제성을 모두 향상시켰다"며 "폐열로 에너지를 생산하는 에너지 하베스팅 분야에서 널리 활용되길 기대한다"고 했다.