자동차용 연료전지의 가능성

전문가 제언

○ 고체전해질막 연료전지(PEMFC)는 수송 시 깨끗하고 효율적인 에너지 전환수단이다. 이 연료전지의 운전조건은 전해질 막으로 사용하고 있는 Nafion 때문에 운전온도를 80-120℃를 유지해야 한다. 이에 따른 문제로 수소에 관련된 제조, 저장, 수송의 활용기술과 촉매와 전극재료 및 전해질 재료를 보다 내구성, 효율성과 저가의 재료를 개발해야 하는 과제를 안고 있다.

○ 이에 대한 코스트 저감 노력을 최우선적인 순서로 나열하면 막의 기술과 촉매전극(Membrane Electrode Assemblies; MEA), 연료전지 스택, 연료프로세서 및 파워 컨디셔너와 공기 공급시스템 등이다.

○ 전해질 막의 가격저감은 비 불화폴리머전해질을 개발하는 것인데, Dupont의 Nafion117을 대체하는 연구는 PTFE(polytetrafluoroethylene), FEP 등의 폴리머를 스티렌이나 슬폰산으로 축합하여 성능을 올리는 것이다. UKM사 등이 Aciplex 같은 막을 개발하였는데 아직 Nafion에 미치지 못한다.

○ 전극의 Pt 로딩(loading)을 줄이고자 하는 노력은 부단한데 PTFE같은 전극 촉매층은 증착이나 전착법이 있으나 가스 확산 층을 도입하는 것이 효과적이고 싸다. 카본 나노튜브로 가스 확산 층이 개발되고 있으나 전극에서 Pt를 완전히 제거하는 것은 PEMFC의 가격을 크게 감소시킬 수 있다.

○ CO 유연성 양극촉매는 CO 촉매 독작용을 방지하기 위하여 양극 기능 촉매로써 Pt/Ru, Pt/Mo 및 Pt/Re의 합금을 사용하는데 이 촉매는 일종의 규칙적 배열이어야 효과가 있는데 그렇지 못한 점이 문제이다.

○ 하이브리드 자동차 다음은 연료전지 자동차 시대를 기대한다. 다른 연료전지 형태 중에서 PEMFC가 상용화에서 늦은 이유는 전술한 기술적 문제의 해결이 남아있기 때문이다. 국내는 연구소와 대학 일부에서 연구가 진행되고 있다. 문제는 시스템으로 연결된 생성된 산물에 대한 성능확인도 더불어 동시적으로 시행이 이루어지는 효율성이 필요하다.

저자

Haruki Tsusaya

자료유형

학술정보

원문언어

일어

기업산업분류

화학·화공

연도

2009

권(호)

57(9)

잡지명

工業材料

과학기술
표준분류

화학·화공

페이지

45~49

분석자

손*목

분석물

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