저온 연료전지의 SS분리막의 Ni코팅

전문가 제언

 

 

○ 연료전지의 분리판(BP: bipolar plate)은 연료전지를 하나의 단 셀로 묶는 칸막이로 이해하면 쉽다. 그런데 단순한 칸막이가 아니고 기계적으로 화학적으로 안정되어 연료전지를 구성하는 핵심요소인 MEA(membrane electride assembly)를 기계적으로 보호하고 스택을 만들 때, 각 단 셀을 독립시키는 분리판 역할을 한다.

 

○ 여기에 더하여 분리판 안쪽은 원료인 수소와 산화제인 산소를 공급하는 유동장의 통로 역할을 한다. 그리고 연료전지가 일으키는 전기화학반응에서 생겨난 물을 신속하게 밖으로 배출하는 역할도 한다. 앞의 경우는 가습된 반응물 가스를 주입하기 때문에 일어날 수 있는 부식에 대한 저항성이 있어야하고, 물론 가스들이 서로 섞이지 말 것이며 생성된 물은 신속하게 배출되어야 한다.

 

○ 이는 시스템 내에 플러딩을 유발하여 성능이 저하되고 추운지방이면 동결되어 시스템 기능을 정지시킬 수도 있다. 이렇듯 형성하는 유동장(flow field)은 반응물과 생성물이 운전조건에 알맞게 공급/배출이 이루어지게 적합한 모양으로 패턴을 형성한 채널로 통로를 파서 제작한다. 이는 연료전지의 종류와 운전조건에 맞는 패턴을 연구를 통해 결정한다.

 

○ 이글은 분리판의 유동장이 반응물 가스 때문에 받는 부식과 산화물에 의한 수동태막이 표면에 형성되면서 야기하는 전도도가 취약해지고, 접촉 저항이 올라가서 초래되는 연료전지의 성능저하를 막기 위한 방편을 제시한다. 최근 연구동향은 카본이 보이는 부식성에 대하여 그래핀으로 대체하는 것이 있었는데, 여기서는 Ni을 첨가하여 내부식성과 접촉저항을 줄이는 결과를 보여준다.

 

○ 국내도 이와 관련된 연구가 많다. 한전, 현대차, 에기연, 한양대, 서울대, 생기연, 포스코 등이 있다. 연구주제는 소재개발, 박막증착, 내식성, 냉각채널, 금속 등 첨가제 등이 있다. 문제는 연료전지의 종류, 반응물의 성상, 운전조건 등에 따라 분리판의 기술적 선정이 다르므로 조건에 따른 재질과 처리기법 등 다양성이 필요하리라 본다.

 

저자

Renata Wlodarczyk et al.

자료유형

니즈학술정보

원문언어

영어

기업산업분류

에너지

연도

2016

권(호)

41()

잡지명

International Journal of Hydrogen Energy

과학기술
표준분류

에너지

페이지

17644~17651

분석자

손*목

분석물

• 저온 연료전지의 SS분리막의 Ni코팅.pdf [495,282 byte]

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