본 과제는 동파방지용 수도계량기 체적흡수장치의 파손 원인을 구조적으로 규명하고, 실사용 조건에 맞는 시험기준을 개정하기 위한 연구임.
연구목표는 전산해석·역학적 성능평가로 체적흡수장치 동결·파손 조건을 도출하고 타당성을 수요기관 평가로 확립하며, 서울시 기준을 보완한 개정 기술기준을 제시하는 데 있음. 핵심연구내용은 랜덤에러(피로, 노치) 고려 프로토타입 평가, 지그 제작 후 기존·개정 동파시험을 3개 제조제품에 수행, 국내 검정현황 조사 및 형상 최적화 근거 도출임. 기대효과는 기계적 시험방법 개발로 동파방지 기술 향상, 동파 건수·교체비용·분쟁비용 절감, 수출 및 사회적 민원 감소로 이어짐.
본 과제는 고온 PEMFC 기반 5kW 연료전지 시스템을 실용 수준으로 만들기 위해 스택, 연료처리장치, 시스템 전 분야 성능·내구·제조를 동시에 고도화하는 연구임.
연구목표는 스택 전기변환효율 50%, 성능감소율 40μV/h(2,000 hr) 및 연료전환율 96%, 열효율 95%, 황화합물 농도 10ppb, 시스템 출력 5kW 전기효율 32%·총효율 82%·BOP 효율 89% 달성임. 핵심 연구내용은 분리판 양산화 제조(소재 혼합/성형/자동화, 저점도 또는 액상 불소 고무 파이롯트 공정), 고온용 단위전지 내구성 평가와 고온 PEMFC 스택 작동조건 최적화, 5kW 연료처리장치 설계·전산모사·버너 최적화·장기평가 및 탈황제/촉매·황흡착제/변색제·상품화, 시스템 전력변환 효율 93% 및 안전성능 평가 기술 개발임. 기대효과는 컴팩트화·부품간소화로 가격저감 유도, 연료전지 보급 확대에 따른 산업·고용 창출, 분산형 전원 적용 시 부지 및 송전비용 문제 해결, 경제·산업 활성화 기여로 정리됨.
본 과제는 복잡한 열·유체 흐름을 컴퓨터로 재현해 학생들이 눈으로 보며 배우도록 돕는 시뮬레이션 기반 교육환경을 만드는 연구임.
연구 목표는 열·유체역학 수치해석 SW와 교육 콘텐츠를 개발하여 기초·응용·심화 교과과정에 활용하는 데 있음. 주요 연구 내용은 내부유동 중심의 압축성·비압축성 해석 SW 총 12종과 교육 콘텐츠 16종을 단계별로 구축하고 다양한 유동 조건, 혼합 현상, 충격파 해석 등을 포함한 실습 환경을 마련하는 것임. 기대 효과는 체험형 교육을 통한 학습 효율 향상, 전산유동 전문인력 양성, 학연산 재교육 기반 강화 및 국산 SW 기술 확보임.
본 과제는 고온 고분자전해질 연료전지(High-Temperature PEMFC)에 필요한 연료처리장치를 개발하는 연구임. 이 장치는 천연가스 같은 연료를 수소로 바꾸어 연료전지에 공급하는 핵심 기술로, 기존 연료전지의 한계를 극복하고 효율성을 높이는 데 중점을 둠.
연구 목표는 상용급 5kW 연료처리장치의 설계, 제작 및 평가를 수행하고, 5kW 고온 고분자 연료전지 시스템의 장기 평가 및 배열 이용기기 최적화 방안을 확보하는 데 있음. 또한, WGS 촉매, 황흡착 촉매, SR 촉매 등 핵심 촉매를 개발하고 연료처리장치에 적용하는 것임.
핵심 연구 내용은 고효율 5kW 연료처리장치 설계 및 제작 기술을 확립하고, 개질기, CO 변성반응기, 가스버너 시스템, 열교환 모듈의 성능을 최적화하는 것임. 5kW 고온 시스템에 연료처리장치를 장착하여 장기 평가를 수행하고 운전 로직을 개선함. 동시에 연료처리장치용 핵심 촉매(개질, WGS, 황흡착)를 개발하고 내구성 및 시스템 적용 평가를 진행하며, 국외 고온 고분자 연료전지 시스템 평가 및 배열 이용기기 적용 기술을 개발함.
기대 효과는 가정용 및 건물용 연료전지의 상용화를 앞당기고, 저온 고분자 연료전지의 단점을 보완하여 신규 산업 일자리 창출에 기여함. 일본에 뒤처진 연료전지 시스템 기술력을 따라잡아 수입대체 효과 및 수출 증대 효과를 가져옴. 더 나아가 수소 경제 사회로의 조기 전환을 가능하게 하는 핵심 기술로 작용할 것으로 전망됨.