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우수기술

수소순환구조의 Hydrogen Pumping 방식을 이용한 연료전지 활성화 방법
분야

연료전지 스택 활성화장치

보유기관 및 연구자 : 한국자동차연구원 구영모

개발상태
5/9

기술완성도

TRL09

사업화

  • 본격적인 양산 및 사업화 단계
TRL08

시작품 인증/
표준화

  • 일부 시제품의 인증 및 인허가 취득 단계
    - 조선 기자재의 경우 선급기관 인증, 의약품의 경우 식약청의 품목 허가 등
TRL07

Pilot 단계 시작품
신뢰성 평가

  • 시작품의 신뢰성 평가
  • 실제 환경(수요기업)에서 성능 검증이 이루어지는 단계
TRL06

Pilot 단계 시작품
성능 평가

  • 경제성(생산성)을 고려한, 파일로트 규모의 시작품 제작 및 평가
  • 시작품 성능평가
TRL05

시제품 제작/
성능평가

  • 개발한 부품/시스템의 시작품(Prototype) 제작 및 성능 평가
  • 경제성(생산성)을 고려하지 않고, 우수한 시작품을 1개~수개 미만으로 개발
TRL04

연구실 규모의
부품/시스템 성능평가

  • 연구실 규모의 부품/시스템 성능 평가가 완료된 단계
  • 실용화를 위한 핵심요소기술 확보
TRL03

연구실 규모의
성능 검증

  • 연구실/실험실 규모의 환경에서 기본 성능이 검증될 수 있는 단계
  • 개발하려는 시스템/부품의 기본 설계도면을 확보하는 단계
  • 모델링/설계기술 확보
TRL02

실용 목적의 아이디어/
특허 등 개념 정립

  • 실용 목적의 아이디어, 특허 등 개념 정립
TRL01

기초 이론/
실험

  • 연구과제 탐색 및 기회 발굴 단계
특허정보

거래 조건 :
별도 협의
상담신청 기술문의

기술개요

○ 수소전기차용 또는 연료전지용 스택 활성화시 시간을 단축시키고 수소소비를 획기적으로 감소시키는 방법임.
○ 종래 활성화 기술은 수소와 공기 중 산소를 소비하는 방식이나 본 기술은 공기 중 산소는 사용하지 않고 단순히 수소만을 이용하여 스택을 활성화하는 Hydrogen Pumping 기술로 수소는 소비되지 않고 물을 전해질 막으로 전달하는 역할은 하는 순환구조의 활성화 방법임

주요 도면 및 사진

기술활용 분야

○ 연료전지자동차 스택의 활성화 

○ 가정용 연료전지 스택의 활성화 

○ 이동용 및 선박용 스택의 활성화 

○ 휴대용 연료전지 스택의 활성화

기존 기술 한계

○ (활성화) 수소와 공기를 반응시켜 생성되는 물을 이용하여 전해질 막을 활성화 

○ (시간) 보통 활성화에 필요한 시간은 최소 2시간 에서 최대 24시간까지 소비됨 

○ (연료소비) 수소와 공기를 이용하기 때문에 활성화 단계에서 많은 양의 수소가 소비됨 - 수소(1,000L/min), 공기(5,000L/min) 

○ (장치) 수소 및 공기 공급, 유량조절, 고가의 전자 부하장치 등이 필요(1대당 수억 원)

보유 기술 차별성

○ (활성화) 전기화학적인 방법으로 수소와 물을 이동시켜 전해질 막을 활성화

○ (시간) 전해질 막의 수화에 특성화된 기술로 30분 이내 활성화 가능 

○ (연료소비) 공기는 필요 없으며 수소가 소비되지 않고 계속 순환하는 형태 - 스택 교체시 소량의 수소 소비 

○ (장치) 고가의 장비가 필요 없고 저가의 전자부하 장치만 필요(1대당 수백만 원)

[종래기술과 개발기술과의 경제성 비교]

시장동향

○ 수소전기차와 같은 친환경차가 본격 시장에 도입된 현 시점은 향후 미래 자동차 시장의 판도를 결정할 골든타임 

○ 대내외 여건 변화에 기인해 친환경차는 내연기관차 대비 6배, 연평균 20% 수준의 폭발적인 성장세를 보이며 급속성장 

○ IEA, Frost & Sullivan, 엑손모빌 등 주요기관은 ' 25년 30%,' 30년 50%의 자동차 시장을 친환경차가 차지할 것으로 전망

연구자 정보