이미 자동차 구동용 전원, 가정용 전원 등에 실용화되고 있는 「고체 고분자형 연료 전지(PEFC)」는, 프로톤 도전성 고분자막을 전해질로서 이용하는 연료 전지로, 다른 연료 전지와 비교해 운전온도가 낮고, 전고체이므로 보수가 용이하고, 콤팩트하고 경량 등의 특징을 가지고 있어 향후 추가 보급이 기대되고 있다.그러나, 현재의 PEFC에 있어서의 수소 저장 공급 시스템에는, 자동차 용도에서는 고압 수소 탱크, 가정용에서는 도시 가스의 수증기 개질 반응 장치가 이용되고 있어, 휴대성, 안전성, 에너지 비용에 과제가 남아 있다 했다.

　본 연구자들은 수소를 가역적으로 흡탈착 가능한 플라스틱 시트를 2016년에 개발.이번에 이것을 PEFC의 수소저장공급매체로서 셀 안쪽에 통합함으로써 반복 충방전이 가능한 '전고분자형 리차저블 연료전지'의 원리 실증에 세계 최초로 성공했다.

　개발된 충전식 연료전지는 일정 전류밀도(1mA/cm2)에서 최장 8분 정도 발전할 수 있고, 50사이클 반복하여 충방전이 가능한 것으로 확인되었다고 한다.수소탱크나 개질반응장치가 불필요하고 안전하고 경량이며 휴대성이 우수하기 때문에 휴대전화나 소형 전자 디바이스 등 모바일 기기용 전원으로서 응용할 수 있을 가능성이 있다.

　본 성과는 아직 발전 도상이며, 발전 시간이나 전압 손실의 과제가 있다고 하고 있어, 향후는 각 구성 재료의 고성능화·최적화나 내구성 등의 개선에 임한다.본 수법을 파악함으로써, 누구나 어디서나 안전하게 운반할 수 있고, 몇번이라도 반복 사용할 수 있는 차세대의 창축전 디바이스의 실현이 기대된다.

논문 정보:【Communications Chemistry】Rechargeable proton exchange membrane fuel cell containing an intrinsic hydrogen storage polymer