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연료전지용 고활성 고내구성 코어 셀 촉매의 개발

전문가 제언: ○ 국내 현대자동차사는 10년 전부터 수소연료 전지자동차 보급을 위해 노력해 왔다. 2013년 세계 최초로 수소연료 전지자동차 양산체제를 구축하고, 유럽연합(EU) 산하 수소연료전지 프로젝트 운영기관인 FCH- JU(Fuel Cells and Hydrogen Joint Undertaking)의 EU 수소연료 전지자동차 보급 확대사업(HyFIVE: Hydrogen For Innovative Vehicles)에서 차량 공급자로 선정됐다. 개발한 수소연료 전지는 100㎾급 연료전지 시스템과 2탱크 수소저장 시스템을 탑재해 최고시속 160㎞를 낼 수 있으며 수소연료전지 충전 시간을 10분 이내로 한정하였다.

○ 2014년 일본에서는 연료전지 자동차(FCV: Fuel Cell Vehicle)는 2015년의 일반 판매개시를 눈앞에 두고 업계는 물론 일반 고객으로부터의 기대도 높아지고 있다. 판매가격은 1,000만 엔이 깎이고 있는 상황이어서 수소사회 실현을 위해 확실한 성과가 나타나고 있다. 2014년 일본 Gore사와 Associates Inc.는 전지출력 향상을 위한 수단의 하나로서 전해질의 저전력(EW)화와 전해질의 구조-물성-성능관계를 이해함으로써 출력개선을 도모하고 있다.

○ 연료전지 셀에 사용되는 전극에는 고가의 백금이 사용되고 있어 FCV전체가 차지하는 비용을 무시할 수 없다. 이에 백금 사용량을 절감하려는 노력과 백금 대체재료 개발이 활발하게 실시되고 있다. 최근 불소계의 전해질 피막에 연신 다공질 PTFE를 보강하여 사용한 전해질막인 GORE-SELECTⓡ가 개발되었다. 다공질 PTFE에 의한 보강의 기술로써 전해질 피막의 강도를 향상시켜 내구성을 확보하고 있다.

○ 연료전지를 박막으로 제조하면 전해질 사용량을 줄일 수 있어 가격을 낮출 수 있다. 연료전지 스택의 저가격화를 위한 셀의 출력이 향상되어 셀의 매수를 적게 하거나 좁은 면적으로써 고출력이 가능하다. 향후 연료전지 스택도 소형화되어 재료비 및 경량화에 의한 연료전지 자동차의 가격감소를 이룩할 수 있을 것으로 사료된다.

저자: Hideo Daimon
자료유형: 학술정보