연료전지의 핵심부품인 막전극접합체(MEA:Membrane-Electrode Assembly) 양산 기술이 국내에서 개발됐다. 이 기술은 국내 연료전지 사업의 상용화에 기폭제 역할을 할 전망이다.
한국에너지기술연구원(에기연·원장 한문희)은 MEA 양산 핵심기술인 슬러리 균질화와 박막 균일 코팅 및 전사 기술을 확보, 시험 생산에 성공적으로 적용해 양산하는 공정 기술을 국내 최초로 개발했다고 28일 밝혔다. 또 이를 25인승 연료전지 버스에 장착해 시험 운전에 성공했다.
MEA는 수소와 산소의 반응을 거쳐 실제 전기를 만드는 연료전지의 핵심부품으로, 고어(Gore)·3M·듀퐁 등 소수의 세계적인 거대 기업만이 초기 양산기술을 확보한 상태다.
에기연은 양산화 공정을 통해 생산된 MEA를 자체 설계한 50㎾급 연료전지 스택에 적용했으며, 독자 개발한 하이브리드 제어 시스템과 함께 25인승 연료전지 버스에 장착, 시험 운전을 성공적으로 마쳤다. 국내기술로 제작된 MEA 및 연료전지 스택이 장착된 차량은 이번이 처음이다.
에기연은 이번 양산기술의 성과에 대해 ‘슬러리 균질화’ 기술 확보를 통해 신뢰성의 핵심 원천 기술을 확보했고, 경제성과 성능에 영향을 미치는 ‘박막 균일 코팅’ 기술을 개발해 고성능 MEA 생산을 위한 발판을 마련했다고 평가했다. 또 기존 전사 공정에 비해 전사 압력 및 공정 시간을 10분의 1 이하로 단축함으로써 양산 공정의 효율성을 크게 향상시켰다고 전했다.
이번 MEA 양산화 공정 기술을 50㎾급 연료전지 스택 모듈에 적용한 결과 현재 세계 최고 수준인 양산 제품과 동등한 성능을 나타냈고, 내구성은 약 20% 더 우수해 경제성도 확보했다고 에기연은 평가했다.
양태현 에기연 연료전지연구단장은 “연구원의 양산화 공정을 통해 제작된 MEA를 실제 스택에 적용한 결과 세계 최고 수준의 연구 그룹 및 회사와 동일하거나 상회하는 결과를 거뒀다”며 “2013년께 약 5조원 규모의 MEA 수출 시장에서 유리한 위치를 차지할 것”으로 전망했다.
한편 에기연은 이번 양산화 공정 기술을 연료전지 스택 및 발전 모듈 개발을 거쳐 연료전지 차량, 잠수함, 기차, 가정용 연료전지 등 수송용 및 건물용 시스템에 활용한다는 목표다.
이경민기자 kmlee@etnews.co.kr