[가스신문 = 양인범 기자] H2뷰에 따르면 일본 연구진이 수소 기반 배터리와 연료전지의 안전성, 효율성, 에너지 밀도를 향상시킬 수 있는 고체 전해질(물 등의 용매에 녹아서 전류를 흐르게 하는 물질)을 개발했다고 밝혔다.

일본의 RIKEN 선구 연구소의 연구팀은 고체 전해질이 실온에서 수소화물 이온을 운반할 수 있게 해주었다고 말했다. 수석 연구원인 겐키 고바야시는 연구팀이 ‘진정한 이정표를 달성했다’고 말했다.

상온에서 란탄 수소화물을 실험한 결과, 연구팀은 효율적인 전도가 불가능하다는 것을 발견했다. 하지만, 연구팀은 란탄의 일부를 스트론튬과 소량의 산소로 대체하면서 돌파구를 마련했다. 연구원들은 수소화물 이온이 높은 속도로 전도될 수 있다는 것을 발견하고 새로운 재료와 티타늄으로 만들어진 고체 연료전지에서 스트론튬과 산소의 양을 달리하여 그 성능을 시험했다.

결국 티타늄이 티타늄 수소화물로 100% 전환되는 것을 관찰했는데, 이는 ‘거의 0’의 수소화물 이온이 낭비되는 것을 의미한다.

고바야시 교수는 “단기적으로는 수소 이온 전도성 고체 전해질의 재료 설계 가이드라인을 제시하는 결과”라며 “장기적으로는 수소를 이용해 작동하는 배터리, 연료전지, 전해전지 개발에 변곡점이 될 것으로 본다”고 말했다.

현재의 많은 수소 연료전지는 수소가 고분자 막을 통해 한 쪽에서 다른 쪽으로 전달되도록 함으로써 작동한다. 이러한 시스템은 배터리와 연료전지 설계에 ‘복잡성과 비용’의 층을 추가하면서 물을 필요로 하는데, RIKEN은 ‘차세대 수소 기반 에너지 경제의 실용성을 제한한다’고 말했다.

연구팀은 개발의 다음 단계는 성능을 향상시키고 수소를 가역적으로 흡수하고 방출할 수 있는 전극 재료를 만드는 것이 될 것이라고 말했다.