| 초록 |
현재 지구환경 보전을 위한 전 세계적인 배출가스 저감 노력 뿐만 아니라, 최근 원유 사용량이 원유 생산량을 초과함에 따른 국제 유가의 폭등에 적절히 대응하기 위해 대체 에너지 개발이 중요한 당면 과제로 부각되고 있다. 연료전지 자동차는 기존 내연기관 자동차를 대체할 수 있는 친환경 미래형 자동차 기술의 핵심 분야로서 에너지 효율이 높고 물 이외 배출가스가 없는 청정 기술이다. 현존하는 다양한 연료전지 기술 중 수소를 연료로 사용하는 고분자 전해질 막 연료전지(Polymer Electrolyte Membrane Fuel Cell, 이하 PEMFC)는 작동 온도가 낮고 출력 밀도가 높아 자동차용으로서 가장 주목을 받고 있다. 자동차용 연료전지는 자동차라는 제한된 공간 내에서 충분한 출력을 확보할 수 있어야 하기 때문에 높은 출력밀도가 필수적이며, 또한 상온뿐만 아니라 -20 oC 미만의 영하에서도 시동성이 확보되어야 하며 가혹한 구동환경에서도 장기 내구성을 가지고 있어야 한다. 특히 고분자 전해질 막은 PEMFC의 핵심 부품 중 하나인데, 현재 통상 “Nafion”이라 불리우는 불소계 고분자 막이 상업화되어 가장 많이 사용되고 있다. 기존의 불소계 고분자 막은 높은 전기 전도도, 탁월한 화학 안정성, 높은 기계적 강도, 높은 내구성 및 양산 가능성 등 많은 장점들이 있는 반면, 매우 높은 생산 가격, 저가습/고온에서 전기전도도 및 기계적 강도 감소 등의 단점들이 있어 연료전지 자동차를 조기 상업화 하기 위해서는 이에 대한 개선이 절실한 실정이다. 이에 따라 전 세계적으로 기존 불소계 대신 비불소계 고분자 소재를 활용한 혁신적인 차세대 고분자 전해질 막 연구개발이 활발히 진행되고 있다. 본 발표에서는 현대자동차에서 기존에 개발한 80 kW급 투싼/스포티지 연료전지 차 및 연료전지 버스 현황 및 향후 자동차용 연료전지산업 발전에 필수적인 차세대 고분자 전해질 막의 요구 성능 및 개발 방향에 대한 지표를 제시하고자 한다. |
