연료전지 탄소복합체 분리판 대량 양산체계 ㈜씨엔티솔루션에 구축 중
대부분 수입에 의존하던 연료전지의 핵심 부품인 '탄소 복합체 분리판'이 국내서 대량생산된다.
한국에너지기술연구원은 고온에너지전환연구실 정두환 박사팀이 확보한 발전·건물용 연료전지 분리판 제조 원천기술을 ㈜씨엔티솔루션에 이전하고 후속 공동연구·지원을 통해 탄소 복합체 분리판 양산체계를 구축했다고 24일 밝혔다.
분리판(Bipolar Plate)은 연료전지의 음극(수소)과 양극(산소)을 분리하고 전기화학 반응으로 생성된 전류를 부하에 전달하는 역할을 담당한다.
여러개의 단위전지를 연결해 스택의 골격을 구성하는 핵심 소재로, 스택 가격의 30%, 무게의 80%를 차지해 비용절감과 무게로 인한 에너지밀도 감소 문제를 극복해야 한다.
에너지연구원 연구팀은 탄소나노튜브를 이용해 고강도·고내구성의 탄소 복합체 분리판을 개발했다. 기존 흑연 분리판과 비교해 가볍고 높은 전도도와 강도를 가지며 후가공 공정이 필요없어 제조공정이 간단해 가격경쟁력이 좋고 양산화에 유리하다.
이 기술은 탄소나노튜브를 첨가한 흑연을 필러(Filler)로 사용해 다양한 수지와 건식·습식 혼합 공정을 거쳐 탄소나노튜브 복합체 분리판 중간소재를 만들고 중간 소재를 열가압 성형틀에 넣어 압력과 가열을 통해 최종 탄소나노튜브 복합체 분리판을 생산하는 기술이다.
이를 활용하면 수요기업에서 요구하는 발전·건물·수송 등 다양한 분리판 제조가 가능하다.
특히 전기전도도 250(S/㎝), 굴곡강도 67㎫ 이상을 얻어 미국 에너지부(US DOE)에서 제시한 기술적 목표를 150% 이상 달성했으며 고농도 인산 내구성시험에서도 전혀 부식이 없어 저온과 중온 발전용 및 건물용 연료전지 스택재료로 사용할 수 있다.
이 기술은 이미 지난해 4월 ㈜씨엔티솔루션에 이전돼 에너지연구원의 원천·양산기술과 기업의 생산시스쳄을 접목시켜 탄소 복합체 분리판 양산체계로 구축됐다.
㈜씨엔티솔루션에 연간 1만5000개의 분리판을 만들 수 있는 설비가 갖춰졌고 5억원의 매출도 기록했다. 현재 25만개 규모의 대량 양산설비를 구축 중이며 올해 상반기에 완료할 예정이다.
정두환 박사는 "성공적인 기술이전을 통해 대부분 수입에 의존하고 있는 탄소 분리판의 국산화가 가능하게 됐다"며 "정부가 추진 중인 탄소중립 실현을 위한 연료전지 보급률 달성에도 기여할 수 있을 것"이라고 기대를 나타냈다.
[대전=뉴시스] 김양수 기자
