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귀금속을 함유한 연료전지 부품의 리사이클링 공정 특허

전문가 제언: ○ 고분자전해질막 연료전지 장치, 직접 메탄올 연료전지, 촉매코팅 막, 막-전극 장치 등의 연료전지 부품을 물 또는 CO2와 같은 초임계 매체를 이용하여 추출, 분리, 농축함으로써 귀금속과 불소 화합물이 회수된다.

○ 전자 기기에 탑재된 인쇄회로기판(PCB)의 금 함량이 1g 미만인 것을 감안할 때 연료전지 내의 50~100g의 백금은 상당한 양이다. 그러므로 폐 연료전지는 유가금속 재활용 면에서 중요한 2차 자원이다.

○ 고유가 시대를 맞이하여 연료전지 개발은 필연적이며 연료전지에 대한 개요, 연구 및 실용화 현황 그리고 향후 전망을 소개하면 다음과 같다:

○ 연료전지는 용도에 따라 가정용, 휴대용 및 자동차용으로 구분된다. 가정용은 연료전지로부터 전기와 열 모두를 제공하고, 휴대용과 자동차용의 경우에는 전기만으로 사용된다.

○ 연료전지의 연료원으로 천연가스를 주로 사용하며 내장된 reformer를 통하여 분해하여 수소를 얻는다. 물을 전기분해하여 수소를 얻을 수 있으나 전력소비량이 과다하여 경제성이 없다. 연료원으로 수소 대신에 메탄올을 사용하는 직접 메탄올 연료전지(DMFC)는 안전성과 편리성의 장점을 가지고 있으나 반응 속도가 느리고 발생 전류가 낮은 단점을 가지고 있다.

○ 자동차용 연료전지 즉 PEMFC는 개발이 되었으나 아직 연료전지 자동차 생산비가 대단히 고가이고, 수소 주유소 등 인프라가 전연 안 되어 있고 신뢰도 부족으로 상업화가 안 되고 있다. 2020년대 가서나 세계적으로 상업화가 가능할 것으로 최근 보도되고 있다. 그러나 화석 에너지가 언젠가 고갈이 되고 에너지 비용이 계속 상승하게 되면 대체 및 청정에너지로서 연료전지는 메리트가 충분히 있다.

○ 현대자동차는 국내 연구기관과 공동으로 연료전지 자동차의 개발을 일차 완료했고 연구가 계속 중이다. 한국에너지기술연구원, 한국과학기술연구원, 포항공대 등에서 연료전지 연구가 활발히 진행되고 있다.

저자: Umicore
자료유형: 특허정보