AI로 2860개 구조 뒤졌다…수소전지 성능 4.4배 높인 설계 원리 찾았다[과학을읽다]

AI 요약

서울대 공대 한정우 교수 연구팀이 박준영·송선주 교수 등과 공동으로 인공지능으로 2860개의 원자 계면 구조를 분석해 이온과 전자의 이동 균형을 맞춘 새로운 복합 공기극을 개발했으며, 연구 결과는 '네이처 에너지' 7월호 표지논문으로 게재됐습니다. GDC 대신 프로톤 전도체 BCZYYb7111을 비스무트 층상구조 혼합전도체 GCCCO와 결합한 공기극을 적용한 결과 연료전지 모드 최대 출력밀도 7.08W/㎠, 수전해 모드에서 1.3V 기준 7.88A/㎠를 기록해 기존 LSCF-GDC 공기극보다 연료전지 성능은 2.6배, 수전해 성능은 4.4배 향상됐습니다. 머신러닝 원자간 퍼텐셜(MLIP), 분자동역학(MD), 밀도범함수이론(DFT)을 결합한 AI 기반 다중스케일 시뮬레이션에서 산소 공공 형성, 빠른 산소 이온 이동, 계면의 강한 내장전위가 결합해 산소 이온 교환 반응을 촉진함을 원자 수준에서 규명했고, 이온전도도와 전자전도도의 균형을 공기극 설계 기준으로 제시했습니다.