전북대학교 정광운 교수(고분자나노공학과) 연구팀이 수분 없이 고온에서도 양성자를 안정적으로 전달하는 차세대 고분자 전해질막을 개발했다.
전북대학교 정광운 교수(고분자나노공학과) 연구팀이 수분 없이 고온에서도 양성자를 안정적으로 전달하는 차세대 고분자 전해질막을 개발했다.
이 연구 성과는 기능성 소재 분야 국제 학술지 ‘어드밴스드 펑셔널 머티리얼즈(Advanced Functional Materials)’ 2026년 최신호 표지 논문으로 게재됐다.
기존 수소연료전지의 양성자전도막은 수분을 매개로 작동해, 100도 이상의 고온이나 수분 공급이 차단된 환경에서는 성능 유지에 치명적인 한계가 있었다.
정광운 교수 연구팀은 ‘액정 자기조립(분자가 규칙적 배열을 스스로 구축하는 현상)’과 ‘광중합(빛을 이용한 구조 고정 기술)’을 결합해 이 같은 단점을 극복했다.
인산기 기반 반응성 메조겐 분자의 구조와 거시적 방향성(배향)을 제어해 양성자가 이동할 수 있는 최적의 통로를 정밀하게 설계한 뒤, 광중합으로 해당 구조를 굳혔다.
이를 통해 극한 조건에서도 구조 변형이 없는 전도막을 완성했다.
이는 분자의 간격(패킹)과 방향성을 동시에 조작해 양성자 전도율을 통제하는 새로운 공법으로, 향후 고온 수소연료전지의 내구성과 효율 제고에 직결될 전망이다.
정광운 교수는 “이번 성과는 수소연료전지뿐만 아니라 수분 공급이 제한된 다양한 첨단 전기화학 시스템에 폭넓게 적용될 고성능 양성자전도 소재의 원천 기술”이라고 말했다.
한편, 본 연구는 과학기술정보통신부 나노·소재 기술개발사업, 한국연구재단 양자연구교류지원사업 및 기초연구사업, 전북자치도 전북대 공동실험실습관(CURF)과 미래에너지융합핵심센터(FECC)의 지원을 받아 수행됐다.
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