프로젝트 소개
본 과제는 물을 전기분해하여 수소를 생산하는 기술 중 하나인 음이온교환막(AEM) 수전해 방식을 이용하여 5kW급 고성능 수소 생산 시스템을 개발하는 연구임.
연구 목표는 음이온교환막(AEM) 방식의 5kW급 수전해 스택 시작품을 개발하고, 75% 이상의 수소생산효율 및 4.72kWh/Nm3-H2 이하의 스택소비전력량을 확보하는 데 있음. 또한, 500mA/cm2의 최고 작동 전류 밀도와 2.1V의 셀 작동 전압 달성, 스택 핵심 소재인 전극 촉매의 물성 개선 및 효율 제고를 포함하며, 스택 구동 및 성능 평가를 위한 주변 장치 설계 및 제작, 설치, 운영도 목표로 함.
핵심 연구 내용은 1단계에서 AEM 방식 수전해 스택 및 시스템 레이아웃 개념 설계와 스택 구성요소 및 주변 장치 사양 선정, 상용 소재를 활용한 스택 목업 제작 및 애로사항 파악임. 2단계에서는 AEM 방식 수전해 스택 제조 기초 기술을 확보하고, 시스템 구성 요소 조달 방안 확정, 셀-스택 조립 공정 및 기밀 시험을 통해 AEM 모듈 제작 및 성능 평가로 제작 능력을 확보함. 3단계에서는 2단계 연구 성과를 기반으로 고성능 5kW급 AEM 수전해 스택 제조 기술을 확보하고 시스템을 개발하며, 목표 성능 달성 여부 확인 및 기술적 미비 사항 보완, 구성 요소 국산 품목 조달 방안 연구, 시장 출시 대비 제품 설명서 및 안전 관리 지시서 작성을 진행함.
기대 효과는 미래 청정 에너지 선도 기업 이미지 확보를 통한 기업 성장 및 사회적 가치 창출임. 수소 산업 신규 아이템 발굴 및 국내외 수전해 설비 시장 선점을 통해 강소기업 및 소부장 전문 기업으로 성장하고, 기존 탄소 중심 경제에서 수소 중심 경제로의 전환에 기여하여 일자리 창출, 에너지 안보 기여, 친환경 전환 효과를 창출함. 또한, 기업 성장 동력 확보를 통한 고용 유지 및 창출, R&D 인력 역량 강화, 제품 생산 능력 확대 및 판로 개척을 위한 전 직군 인력 추가 고용 창출에도 크게 기여할 것으로 전망됨.