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  • 리튬이온 교환막을 이용한 고전류밀도(1A/cm2 @ 1.7 V) 수전해 시스템 개발

    (1711130913)

    2021

    수소에너지혁신기술개발(R&D)

    박경원

    숭실대학

    과학기술정보통신부

    300000000 (300000000)

    「연구개발성과」 : 논문(3) , 특허(3)

    1. 1.7V에서 1A/cm2 전류밀도를 가지는 수소발생 단위전지(LEM) 평가주관기관(숭실대)에서 개발되는 Ni포함 2,3원계 촉매개발 및 촉매평가촉매를 Ultrasonic Spray pyrolysis 공정을 이용한 MEA process 개발Zero-gap 수전해 단위전지 개발 및 평가PTL 및 유로설계개선을 통한 단위전지 성능 고도화LEM 수전해용 MEA 제조과정 최적화2. 200 cm2 의 대면적을 가지는 스택형 LEM 수전해 시스템 개발단위전지(5cm2)로부터 200cm2의 대면적으로 개발 저변확대12셀 이상의 스택으로 수소발생속도 1Nm3/hr 확보3. 촉매 시스템 열화 가속화 평가온오프 테스트를 통한 안정적 촉매층 수소발생 능력 감소 테스트다양한 조건의 저전압 및 고전압에서의 성능테스트로 안정성 확보4. 1Nm3/hr급 수전해 시스템 시작품 개발 및 신뢰도 평가스택형 LEM 수전해 및 BOP 설계로 시작품 개발 및 신뢰도 평가

  • 수전해 핵심소재 및 부품 대면적화 양산기술 및 스택개발

    (1415184474)

    2023

    소재부품기술개발

    권경안

    주식회사 테크로스

    산업통상자원부

    100000000 (142900000)

    ㅇ 1세부 -. 전극, 분리막 대면적화 제조기술 선정 -. 분리막 성능/안정성 최적화 지지체 연구 ㅇ 2세부 -. MW급 알칼라인 수전해 스택 1차 시제품(0.6m2 상용소재, 제로갭) 제작 및 성능평가 -. 단위 스택 초기 평가 결과 분석 -. 단위 스택 1차 시제품 해석 모델 제작ㅇ 3세부 -. 산소 발생 촉매 개발 및 양산: 합금 촉매 개발 및 분석 -. 대면적 전해질막 / MEA 개발 및 양산: 소재 및 제조 공정 설계 -. 표준셀 선정 및 평가법 신뢰성 검증ㅇ 4세부 -. 고압 대응형 구조 스택 설계 및 평가 -. 고압 대응형 스택 End Plate 구조설계 및 조립방법 해석 -. 고압 대응형 스택의 Stress 인자평가 -. 고압 대응형 구조 스택의 내구성 평가 -. 고압 대응형 스택양산성 검토 -. E-BOP 구축

  • 알칼라인 수전해 스택 기술 개발

    (1415185252)

    2023

    소재부품기술개발

    장계환

    비에이치아이(주)

    산업통상자원부

    377000000 (505500000)

    「연구개발성과」 : 논문(1)

    [주관연구개발기관(비에이치아이(주))] o MW급 알칼라인 수전해 스택 1차 시제품(0.4m2 상용소재, Zero-gap) 제작 및 성능평가 - 대면적화 스택 1차 시제품 제작 ㆍ상용소재(분리막, 전극) 유효면적: 0.4 x 1 m2 ㆍ요소부품 제작성 평가 ㆍ셀 프레임 구조 ㆍ셀프레임, 매니폴더, 가스켓, 볼팅체결 ㆍ스택 조립절차 - 20kW급 평가 장치 구축 및 성능평가 ㆍ스택 문제점 파악 및 스택 설계 최적화 [공동연구개발기관1(한국생산기술연구원)] o 어셈블리 제작 공정 문제점 파악 및 개선 - 주관기관 수행 스택 제작 공정 평가 및 개선 방안 제시 o 수전해 스택 성능 평가 시스템 구축 - 스택 성능 평가 시스템 구축 - 공정별 단동 test 및 시스템 troubleshooting o 단위 스택 초기 평가 결과 분석 - 주관기관과 공동으로 단위 장치에 대한 수전해 성능 평가 수행 - 평가 초기결과 분석 및 개선 방안 제시 [공동연구개발기관2(경상국립대학교)] o 단위 스택 1차 시제품 해석 모델 제작 - 모델링 해석 기법 정립 ㆍ단위셀 해석과 스택 해석의 차이점을 반영한 모델 제작 및 해석 방법 정립 ㆍ스택 평가 결과 반영 모델 개선 수행 - 스택내 액체/기체 유동 분포 해석 ㆍ물, 수소, 산소의 유동 및 압력 분포 해석 - 대면적 스택 모델 구조해석 ㆍ스택 구성 부품 및 체결 형태 등에 따른 압력 분포 해석 [공동연구개발기관3(비에이치아이건설(주))] o 기술개발 로드맵 제공 o 개발결과물 평가검증과 Feedback

  • 문동주

    (한국과학기술연구원)

    박사

    촉매화학공학

    논문 (195/216)

    지식재산권 (84/126)

  • 강경수

    (한국에너지기술연구원)

    박사

    화학공학

    논문 (160/177)

    지식재산권 (10/12)

  • 이중희

    (전북대학교/한국가스안전공사 고압용기분야/기술표준원 수소표준화사업단/한국복합재료학회/ISO/TC197/산업자원부 수소컴포넌트/전북대학교 신소재공학부/(주)케이시알/Composites: Part B (SCI))

    박사

    무기화학공학

    논문 (87/229)

    지식재산권 (7/57)

  • 비귀금속 전기화학 촉매의 수전해 산소 발생 특성

    2017

    학술대회

    박유세; 최승목 이규환 김양도

    한국표면공학회

    2017.05.26

    화석연료를 대체하기 위한 에너지원으로서 수소에너지에 대한 연구가 활발히 진행되고 있다. 수전해는 무한 청정한물을 전기분해하여 수소를 생산하는 기술로써 대표적으로 알칼리 수전해(alkaline water electrolysis, AWE)와 고분자 전해질막 수전해(polymer electrolyte membrane water electrolysis, PEMWE)가 있다. 그 중, AWE는 알칼리 분위기에서 물분해반응이 진행되어 촉매의 부식 위험성이 비교적 낮기 때문에 상대적으로 저렴한 비귀금속 산화물 촉매를 사용할 수 있다는장점이 있다. 본 연구에서는 비귀금속인 Cu, Co를 이용하여 CuCoO4를 합성한 후 산소 발생 촉매 물질로 활용하여 산소발생 반응(Oxygen Evolution Reaction, OER)특성을 고찰하였다.

  • 수전해 수소충전소 부품별 유해위험요인 분석

    2019

    학술지

    서두현; 이광원; 김태훈

    한국가스학회지

    제조식 수소충전소에서 생산되는 수소가스는 일반적으로 석탄연료의 개질 및 부생가스 등을 활용하지만 순수물을 활용한 수전해 기술의 경우 청정한 기술로 각광 받고 있다. 전기에너지를 이용하여 순수한 물로부터 수소를 생산하는 기술 중에는 향후 가격 및 성능 경쟁에서 우수한 PEM(Polymer Electrolyte Membrane electrolysis)을 이용한 개발이 주로 이루어지고 있다. 이에 본 연구에서는 국내 수소충전소 중 개발단계에 있는 PEM 수전해 수소충전소에 대해 잠재된 유해위험요소를 확인하여 안전한 수소생산 및 수소충전소의 활성화를 도모하고자 한다. 유해위험요소를 도출하기 위해서는 수전해 수소충전소의 설비 및 장치의 안전성이 우선 확보되어야하기에 FMEA(Failure Mode & Effect Analysis)를 수행함으로써 수전해 및 수소충전소의 설비에서의 유해위험요인을 분석하였다.

  • 5 Nm3/hr급 알카라인 수전해 시스템 안전기준 분석 및 안전성능 평가에 관한 연구

    2018

    학술지

    김지혜; 이은경 김민우 오건우 이정운 김우섭

    한국가스학회지

    2018.12.11

    풍력에너지는 낮에 비해 야간에 많은 잉여전력을 발생시키기 때문에 야간에 생산되는 전력은 버려지고 있는데, 이 문제를 해결하기 위해 풍력 등 재생에너지를 연계한 수전해 하이브리드 시스템 개발이 활발히 이루어지고 있다. 본 연구에서는 하이브리드 시스템 안전성 향상을 위해 국내 외 수전해 시스템 기준의 평가항목을 분석하였고, 평가 항목을 토대로 수전해 시스템의 안전성능 시험항목을 도출하였다. $5Nm^3/hr$급 수전해 시스템의 안전성능 평가를 위하여 시험항목 중 효율측정시험, 수소발생압력시험, 수소 순도시험을 평가하였다. 그 결과 수소발생량은 $5.10Nm^3/hr$, 스택효율은 $4.97kWh/Nm^3$로 산출되었고, 이때 발생한 수소의 순도는 99.993%로 국제기준 ISO 14687, SAE J2719에 명시된 순도보다 높은 순도의 수소를 생산하였음을 확인할 수 있었다. 본 연구 결과는 향후 수전해 시스템의 구축과 안전성능을 평가에 도움이 될 것이라고 기대한다.

표/그림

  • 차세대 알칼라인 수전해 원천기술개발
    수전해 성능·안전 표준 평가시스템 개발
    수전해 성능·안전 표준 평가시스템 개발
    수전해 성능·안전 표준 평가시스템 개발
  • 그린수소 생산, 수전해 기술의 세대교체 이룰 핵심 소재 개발

    2022

    이소영

    한국과학기술연구원

    에너지환경

    연구배경 및 필요성 - 그린수소 생산 단가 저감을 위한 차세대 음이온 교환막 수전해 기술개발 시급2050년 탄소중립 실현을 위한 국가 발전전략 흐름에 맞추어 수소에너지의 개발이 진행되고 있다.그 중 수전해(water electrolyzers)는 재생 에너지연계를 통해 CO 2 가 발생하지 않는 친환경 그린 수소 생산의 효율적이고 장기적인 해결책으로 간주되고 있다. ...

  • 고성능-고내구성 나노 촉매 개발로 차세대 그린수소생산 기술 확보

    2023

    유성종

    한국과학기술연구원

    에너지환경

    연구배경 및 필요성 - 상용화를 위해서 고가의 이리듐(Ir) 대체 촉매 기술 개발 필요현재, 수소 생산과 신재생 에너지 연계 수전해 기술은 국제적으로 주목받고 있으며, 이는 환경보호와 화석연료 의존의 감소를 통한 지속 가능한 에너지 소스에 대한 욕구에서 비롯된다. 이 과정에서 중요한 역할을 하는 것이 이리듐계 수전해 촉매이다. 그러나 이리듐은 희귀하고 비용이 ...

  • 탄소중립 사회 구현을 위한 그린수소 생산 물 전기분해 핵심기술 국산화

    2023

    조현석

    한국에너지기술연구원

    에너지환경

    ... 전기에너지의 교역을 그린수소라는 지속가능한 캐리어를 통해 가능하게 하여 지역간/세대간 에너지 공정성을 또한 확보할 수 있다. 수소경제 기본계획에서 목표로 하고 있는 그린수소 생산 및 수입에서 수전해 핵심 기술의 확보가 요구되며, 신규 수요기업의 발굴과 가치사슬 체계 확립을 통해 신성장 동력 확보와 일자리 창출의 효과가 클 것으로 기대된다. 그린 수소는 생산, 저장, 공급, 이용의 전후방 ...

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