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수송 분야의 연료전지 틈새시장 분석

전문가 제언: ○ 이 보고서는 버스와 승용차를 제외한 수송 분야에서 연료전지의 응용 분야를 지적하고 그 분야의 연구 진척, 연구 참여기업체 등을 설명하고 있다. 수송 분야라지만 우주선, 잠수함으로부터 휠체어, 제초기에 이르기까지 동력이 필요한 기계를 모두 망라하였다.

○ 대규모의 중량급 차량에서 연료전지는 대부분 주 추진력으로 사용하지 않고 보조동력이나 다른 동력엔진과 하이브리드로 사용되고 있다. 이것은 연료전지만으로 추진되는 중량이 큰 기기는 아직도 상당한 연구와 시간이 필요함을 의미한다.

○ 연료전지에서 그 생성물은 물뿐이어서 공해가 없고, 동작기계가 없어 소음도 적다. 재충전까지의 작동시간이 배터리보다 훨씬 큰 장점을 가지고 있다. 따라서 특히 밀폐된 공간에서 사용이 좋을 것이다. 예를 들면 휘발유 제초기(Lawn mower)는 단위 연료당 산화질소를 가장 많이 배출하는 공해원으로 알려졌다. 그러나 실질적인 대체 기술이 없어 계속 사용할 수밖에 없는 실정인데 연료전지 제초기나 나온다면 이 문제가 해결되리라 본다.

○ 제3세대 연료전지라 불리는 고체 산화물 연료전지(SOFC)는 600~1,000℃의 고온에서 작동되므로 기존의 연료전지 중 가장 전력변환효율이 높다. 고온에서 작동하는 이 연료전지는 인산 연료전지나 폴리머 전해질막(PEM) 연료전지와 달리 비싼 백금 촉매가 불필요하고 천연가스, 석탄가스 등 다양한 연료를 사용할 수 있다는 장점이 있다.

○ 폴리머 전해질막 연료전지는 수소이온 교환 특성이 있는 고분자막을 전해질로 사용한다. 작동온도가 낮고 전류밀도 및 출력밀도가 크며, 시동시간이 짧고 부하변동에 응답이 빠르다. 직접 메탄올 연료전지는 메탄올을 직접 공급하므로 연료 공급 체계가 단순하여 전체 장치의 소형화가 가능하다. 그러나 메탄올을 산화시키므로 고가의 금속 촉매 사용량이 증가하며, 전극의 활성이 낮아서 전력 생산밀도가 작아지는 문제가 있다. 액체/기체 연료와 달리 재충전할 때 금속 전극을 바꾸는 금속-공기 연료전지는 연료전지로 분류될 수 있는지 의문이다.

저자: Mark Cropper
자료유형: 학술정보