버려지는 에너지를 가지고 고온 전기분해를 할 수 있는 기술이 개발됐다.

독일 지멘스사의 국제 연구 조직(Corporate Technology, CT)은 고온 전기분해를 위한 세라믹 전해질을 개발했다.

전기분해는 고온에서 낮은 전압이 필요해 기존 방법보다 효율적이다. 재생 자원의 부가에너지를 저장해 수소발생에 필요한 전기에너지로 이용하는 것이 핵심기술이다. 저전압은 송전과 전력망 안전에도 매우 중요한 역할을 한다.

연구자들은 전자와 산소이온을 모두 전도할 수 있는 물질을 이용해 전극의 안정성을 향상시켰다. CT 연구소에서 세라믹 전해 전지들은 850°C의 고온에서 8,000시간 이상 작동했다. 이 전지들은 현재 1평방센치미터 당 0.5암페어의 전류밀도와 최대 1.1 볼트 전압을 보여줬다.

고온 전기분해의 장점은 전기의 흐름이 역전될 수 있다는 것이다. 이로써 사용자들은 효율적으로 전기분해와 연료전지 사이를 번갈아 이용할 수 있고 천연가스, 바이오 가스, 수소 등으로 전기를 생산하거나 열과 전기 모두를 생산할 수 있다.

연구자들의 실험에 의하면, 고온 전기조는 메탄과 같은 화학 물질 합성법과 연계할 수 있다. 부가적으로 발생되는 폐열은 고온 전기분해에 필요한 수증기를 만들 때 이용된다. 각 물질들의 열량에 따라 다를 수 있으나 수소생산과 메탄합성에는 가스가 80기압일 때 약 75%의 효율을 가진다.

연구진은 세라믹 제조회사인 케라폴(Kerafol and Forschungszentrum Julich)과 공동으로 산소 이온을 전해질로 쓰는 화학전지를 만들기 위해 연구했다. 가장 어려웠던 것은 전지를 사용할수록 산소 전극이 분리되는 현상을 방지하는 것이었다.

연구자들은 “내구성 시험에서 전압 관련 폐기된 전지는 1,000시간동안 겨우 0.2%에 불과했다”면서 “전지 스택 제조 개념을 알 수 있었고 대형 스택의 장기 안정성을 위한 추가 연구가 필요하다”고 전했다.