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알칼리 멤브레인 연료전지를 위한 음극 전기-촉매

전문가 제언: ○ 연료전지의 반응속도를 높이고 연료전지의 에너지 변환효율을 높이기 위해 연료전지의 양극표면이나 음극표면에는 촉매층이 설치된다. 촉매로서 일반적으로 귀금속이 사용되고 있으며 귀금속 중에서도 높은 전위에 안정하며 활성이 높은 백금, 팔라듐 등 귀금속이 주로 사용되고 있다. 그러나 이들 귀금속은 가격이 비싸고 자원이 한정되어 있어 이들 촉매성능의 개선 또는 대체촉매의 개발이 강력히 요구된다.

○ 국내의 경우에는 백금을 대체하는 연료전지 촉매에 대하여 기업과 대학에서 많은 연구가 진행되고 있으며 산학연 연구기관에서 이에 관련하여 2000년 이후 많은 특허가 등록되었고 특히 현대와 기아차는 이의 산업화가 활발하여 2015년부터 연료전지 자동차 연간 1,000대의 생산 양산체제를 구축하고 유럽에 공급할 예정이다. 연료전지 차량의 국제 가격경쟁력을 위한 촉매성능 개선과 촉매가격 절감이 필요할 것이다.

○ 우리나라는 연료전지를 핵심기술로 정하고 가정용 발전기(RPG) 500기의 보급을 목표로 대규모 실증사업을 지원하고 있다. 정부의 로드맵에 의하면 2014년까지 실증을 계속하고 2015년부터 시판을 확대한다는 목표이다. 최근 KIST는 수소연료전지의 백금사용량을 1/3로 줄이는 기술을 개발했고 (주)효성에서는 가정용 연료전지에 사용되는 1kW급 듀얼셀스택을 개발했다고 보고하여 국제적으로 선도적인 연구를 하고 있다.

○ 이 발명의 주요기술은 ① AMFC 음극으로 백금(Pt)을 대체할 수 있는 저가의 팔라듐(Pd)촉매 및 제조방법, ② AMFC 음극으로 팔라듐 합금촉매 및 이의 제조방법, ③ 음극촉매를 포함하는 알칼리 멤브레인 연료전지(AMFC) 및 전극, ④ AMFC의 구성 등을 들 수 있다. 전술한 기술 항목 중 비-귀금속 촉매의 상당부분은 우리나라 제품에 적용되었거나 부분적으로 특허로 등록된 경우가 있다. 그러나 발명의 특정 촉매기술 활용을 위해서는 이에 대해 특허와 실제제품에 대한 분석비교가 필요하고 이 결과에 따라 활용범위와 설계변경의 필요성을 결정해야 한다.

저자: CELLERA, INC.
자료유형: 특허정보