한국기초과학지원연구원은 한옥희 박사팀이 지난 12월 6일 고체 핵자기공명 스펙트럼(분광기)를 이용해 메탄올 연료전지에서 연료인 메탄올은 물론 연료의 산화 반응으로 생성되는 반응 중간체들도 고분자 전해질 막을 투과하는 것을 세계 최초로 직접 관찰하는데 성공, 직접메탄올 연료전지(DMFC)의 새로운 분석법을 개발했다.
이에 따라 메탄올이 전극에 있는 촉매에서 반응할 때 생성되는 다양한 화합물을 분석할 수 있어 새로운 연료전지 촉매 및 고분자 전해질 막 개발에 기여함은 물론 메탄올을 사용하는 연료전지 상용화가 한층 앞당겨지게 됐다.
연구진은 연료전지의 양극과 음극 사이에 분리 막으로 쓰이는 고체 고분자 전해질 막의 고체 핵자기 공명 분광 스펙트럼을 구함으로써 직접적으로 메탄올이 고분자 전해질을 투과해서 반대쪽 전극으로 이동, 촉매에서 반응해 생성된 다양한 화합물들을 직접 관찰하는데 성공했다.
지금까지 메탄올의 산화반응에 관여하는 촉매의 높은 가격과 연료인 메탄올이 고분자 전해질 막을 투과해 반대편 전극으로 넘어가 반응하는 문제가 규명되지 못해 메탄올 연료전지 상용화가 지연돼 왔다.
하지만 이번 분석법의 발견으로 그동안 지적돼 온 직접 메탄올 연료전지의 문제점을 해결하고 수소연료전지를 비롯해 에탄올 연료전지 등 다양한 연료전지에 확대 적용할 수 있을 것으로 평가되고 있다.
현재 직접 메탄올 연료전지는 1W정도의 소형 배터리 대체용 전원이나 5백W이하의 휴대용 전원으로 기존 휴대폰 배터리의 대안으로 떠오르고 있다.
