Theories and Applications of Chem. Eng., 2022, Vol. 28, No. 1 7
화학공학의 이론과 응용 제28권 제1호 2022년
비차량용 연료전지 막전극접합체 개발 이성철†, 최다혜, 강은희, 양은준, 정기영, 김림
현대모비스 (scata@mobis.co.kr†)
최근 글로벌 친환경 정책이 강화되면서 기존에 사용하던 화석 연료의 대체 연료로 수소의 중요성이 강화되고 있다. 차량을 포함한 다양한 e-mobility 영역과 부하 변동이 큰 중소형 Stationary 영역에서 고분자전해질막(PEM) 연료전지의 중요성이 부각되고 있다. 비차량용 연 료전지 시장의 성장을 위해서는 다양한 응용처에 사용이 가능한 막전극접합체, 연료전지 스택 등의 연료전지 특화 기술들의 개발이 필수적이다. 이에 본 연구에서는 비차량 영역인 수소지게차에 운전 특성에 적합한 연료전지의 상품성을 강화하기 위한 연구가 진행되었다.
특히, 전체 시스템 단가 및 수명에 많은 영향을 주는 막전극접합체의 설계 유연성을 확보하 고 특정 운전 조건에서 내구성을 강화하기 위해 전해질막에 전극을 직접 코팅하는 기술을 개발하였다. 전극 재료로 사용되는 촉매, 탄소담지체, 이오노머 등의 변화를 통해 코팅된 전 극의 품질을 개선할 수 있었으며, 최적의 전극 표면 특성이 확보되는 조건에서 목표로 하는 성능과 내구성을 확보할 수 있었다. 이와같이 개발된 막전극접합체는 일반적으로 알려지고 있는 목적별 내구성 평가에서 안정적인 성능을 나타내었으며, 수소지게차의 실주행운전모 드를 모사한 조건에서 5,000시간 이상의 운전에서도 내구성이 향상되는 것을 확인할 수 있 었다.
