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Ballard사 연료전지 기술의 최근 진보

전문가 제언: ○ 고분자전해질 연료전지(PEMFC)는 여러 연료전지 중 가장 앞서 나가고 있으며 이의 가장 큰 응용은 자동차 시장이다. PEMFC는 일반의 예상보다는 상용화가 늦어지고 있다. 이 전지 상용화의 가장 큰 과제는 내구성과 제조비용이다. 미국 에너지부의 2010년까지의 PEMFC 수명목표는 자동차용에서 5000시간, 가정의 정치형 응용에서 40,000시간이다.

○ PEMFC는 효율과 수소원료 수급, 물 관리의 이점 상 고온/저습 작동 방식으로 옮겨가 2015년 일본 가정 내 정치형은 고온/저습 작동방식을 채택하도록 결정되었다. 미국 에너지부는 고온/저습형 PEMFC의 작지만 핵심부품인 PEM의 2010년과 2015년에 달성해야 할 구체적 기술적 목표를 제시하고 연구자금을 공급하며 매년 연구결과 발표회를 주관하며 사기를 북돋고 있다.

○ 실용화를 앞당기기 위한 실증시험에서 세계적으로 가장 널리 기여하고 앞선 실적을 자랑하는 Canada의 Ballard Power Systems사는 본문에서 자사의 연료전지기술을 소개하고 있다. 이 회사는 PEMFC의 핵심부품인 PEM이나 촉매를 직접 생산하지는 않는다. 그러나 시스템적으로 PEMFC의 원가절감, 체적출력밀도, 연료전지 성능 그리고 내구성 5000시간 만족이라는 로드맵 목표달성에 관한 실용적 기술을 보유하고 있다. 이들 목표는 동적 작동과 외부가습이 거의 없는 상태에서 영하온도 시동을 포함한 넓은 온도범위에서 달성되어야 하는 것이다.

○ 본문은 연료전지에 대한 Ballard사의 기본이해, 진단도구 개발, 모델링 및 시뮬레이션의 최근 진보를 소개하였다. 제자리 진단도구는 전압손실분석 등에 의해 열화 원인이 되는 부품을 찾아내고, 최신의 딴 자리 특성평가법으로 이를 평가하여 부품 구조변화의 성질을 알아낸다. 이렇게 성능저하의 원인을 찾아낼 수 있다. 성능열화에 대한 기본적인 이해는 설계반복/평가시간을 줄이고 열화 완화계획을 개발하게 해준다.

○ 고분자연료전지는 2015년 경 우리 실생활에 큰 영향을 미칠 것이 예상된다. 또 한번의 무역 역조 심화를 보지 않도록 덩치 큰 시스템에만 매달리는 산업체보다 정부가 주도하여 리더십을 발휘해야 할 것이다.

저자: Jurgen Stumper, Charles Stone
자료유형: 학술정보