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PEMFC의 제작과 조립 복잡성을 줄이는 설계전략

전문가 제언: ○ 연료전지를 제작하는 기술은 관련 제품과 성능이 발전하면서 더욱 좋은 아이디어가 나오고 아울러 특허도 나올 것이다. 미국 에너지부(US DOE)가 정하고 있는 목표는 무게와 파워 밀도 등을 제시하고 있는데, 신재생에너지 분야는 DOE가 정하는 목표가 지상과제로 되어 있다. 그런 와중에 최근에 발표된 특허는 3D프린터로 연료전지 몸체를 찍어내는 기술을 보고하고 있기도 하다.

○ 연료전지를 제작할 때 종판을 생략하고 유동장(bipolar plate)을 이에 대체하면서 기계적 강도를 주고 동시에 부식 저항성 재질을 선정하는 구성은 이미 보편화되어 있다. 여기에 전기 합선과 미주전류를 차단하는 단전 구성을 넣어 캐소드와 애노드의 전기전도도를 보장하고 있다. 이 글이 보여주는 눈에 띄는 구상은 폴리카보네이트를 도입하는 용매용접과 볼트 너트를 대체하는 잠금장치를 이것으로 바꾸면서 무게와 기능을 개선하는 구상은 앞으로 많은 진척이 있을 것으로 보인다.

○ 지금까지 연료전지에 관한 연구는 MEA의 기능과 유동장의 유체상태, 촉매에 대한 Pt를 대체하거나 첨가량을 줄여서 자원과 경제성을 올리고 물관리와 열관리를 여하히 하는가에 초점이 집중되어 있었다. 그간 제작과 조립은 뒤로 미뤄진 감이 있는데, 이렇듯 새로운 연구가 보고되어 국내의 연구도 한발 앞선 기술 확보가 이루어져야 할 것으로 보인다. 국내는 특허분야에 현대자동차가 연료전지스택의 자동조립장치와 전극막 조립체 제작용 슬롯다이코팅 장치로 종류가 다른 촉매슬러리를 적용 내구성을 향상시키는 보고가 있다.

○ 삼성에스디아이는 도전성 전극막 조립체 및 이를 구비한 연료전지시스템으로 선택적 이온투과 특성을 갖는 분리판을 저렴한 비전도성 물질로 제작하는 특허를 갖고 있다. LG전자는 연료전지의 멤브레인 조립체에서 압축공정을 생략하고 있다. 삼성전자는 연료전지용 스택의 채널플레이트 조립체와 제법으로 이 조립체를 일체형으로 하고 있다. 이어서 동아공업과 한국타이어가 각각 연료전지 가스켓금형과 금속지지대와 연료전지 분리판 성형 사출금형 등이 있다.

저자: Sriram P. Isanaka et al.
자료유형: 니즈학술정보