환경/에너지 2022년 건물용 연료전지 MEA 현황분석

[ 목 차 ]

1. 개요
2. 산업 분석
3. 기술 개발 동향
4. 주요 플레이어 특허 동향
5. 전략제품 기술 개발 전략

1. 개요 가. 정의 퍀 연료전지의 가장 기본 구성요소로서 고분자 전해질막의 양 쪽에 두 전극 연료극과 공기극 이 ( ) 존재하는 구조로 이루어져 있으며 실제 전기가 만들어지는 곳이고 연료전지의 성능 및 내구성에 가장 큰 영향을 미치는 핵심 부품 퍀 연료전지는 사용하는 전해질에 따라 여러 가지 종류로 나뉘는데 그 중 가장 적용범위가 넓고 수소전기차 가정 건물용 연료전지에 주로 쓰이는 고분자 연료전지 및 직접메탄올 , / (PEMFC) 연료전지 알칼리 연료전지 등 저온형 연료전지에서 주로 라고 부르고 (DMFC), (AFC) MEA 있음 ▪연료전지는 화학에너지를 전기에너지로 직접 변환하는 장치로 연료극 에서는 수소 산화 (anode) 반응이 산소극 또는 공기극 에서는 산소의 환원 반응이 일어남, ( , cathode) 퍀 고분자 전해질막이란 고분자 연료전지에서 양이온 프로톤 을 전달하는 전해질막으로 ( ) 나피온으로 대표되는 과불소화탄소 계열의 이온 교환막은 우수한 (perfluorocarbon) 화학적 기계적 안정성 및 높은 이온전도도로 상용 제품에 주로 사용되고 있음/ ▪나피온 듀폰사 으로 대표되는 과불소화전해질막은 그 우수한 기계적강도 및 전기화학 특성에도 ( , 美) 불구하고 복잡한 제조공정으로 막의 가격이 매우 비싸며, ($ 800/m ① 2 ② 불소알킬구조로 인한 ) 낮은 유리전이온도가 단점으로 지적 ▪ ① 과불소화 전해질막의 대안으로 개발되고 있는 탄화수소고분자전해질막은 싼 재료 및 쉬운 합성방법으로 막의 단가를 크게 낮출 수 있음 주로 방향족 고분자 구조를 이용함으로서 높은 . ② 유리전이온도를 보유하여 도 이상에서의 장기운전에서도 높은 치수안정성이 유지가능100 퍀 전극은 카본지지체 위에 수 나노미터 크기로 분산된 백금 촉매와 이온 전도성을 가진 이오노머로 구성되어 있음 고분자 연료전지의 작동원리 및 의 구조[ MEA ] 출처 한국에너지기술평가원 건물용 연료전지 과제계획서 * : (2017) 3. 건물용 연료전지 MEA - 2 - 나. 필요성 ◎ 건물용 연료전지 MEA 퍀 주택을 포함한 건물용 연료전지는 도시가스와 같은 연료를 이용하여 전기와 열 온수 및 ( 난방 을 공급할 수 있는 고효율 발전기기이며 최근 수요가 급증하고 있는 냉방까지 이용할 ) 경우 삼중열병합 시스템이 가능 퍀 연료전지 기술의 시장 경쟁력은 가격 저감이 제일 중요함 ▪일본 토요타사는 년 말 출시한 연료전지 차량 가격을 만 달러 수준으로 경쟁기술인 테슬라 2014 7 모델에 겨냥하여 상대적으로 낮은 가격을 제시S 고온 저습도 영역에서 기존의 불소화전해질막에 상응하는 성능을 가지는 신규 탄화수소막의 합성은 ·▪ 국내에서 전무 국내의 탄화수소전해질막의 개발수준은 단지 기존전해질막을 개질하거나 합성기술을 . 답습하는 연구수준. ▪현재 상용 는 일반적인 촉매와 불소계막을 적용하고 있으며 이러한 핵심 소재는 모두 MEA Pt/C 수입에 의존하고 있음 ▪연료전지 핵심 부품인 의 가격 저감을 위해서는 고성능 고내구성 촉매에서의 백금량 저감 및 MEA , 저가의 탄화수소계막 적용이 효과적인 전략임