초록 ▼

통합시스템개발 목표를 비롯한 세부과제목표를 달성하였으며, 특히 연료전지시스템의 핵심 요소인 메탄올 개질 수소발생기 모듈과 스택의 부피소형화 설계기술은 당초 목표 설정치 대비 상당한 진전을 이루었다 (목표대비 200% 이상 초과 달성). 그러나 통합시스템의 상품화 신뢰성을 고려함에 있어서 유사분야 기존 상용화 수준 (수명: 3000 시간) 대비 현 개발품은 30% 대의 미흡한 수준으로 단기간 내의 시장 진입은 어려운 상황임, 따라서 본 과제를 기반으로 후속 연구를 통한 통합시스템 운전제어 기술 및 핵심소재 (MEA, 촉매, 등)기술을

통합시스템개발 목표를 비롯한 세부과제목표를 달성하였으며, 특히 연료전지시스템의 핵심 요소인 메탄올 개질 수소발생기 모듈과 스택의 부피소형화 설계기술은 당초 목표 설정치 대비 상당한 진전을 이루었다 (목표대비 200% 이상 초과 달성). 그러나 통합시스템의 상품화 신뢰성을 고려함에 있어서 유사분야 기존 상용화 수준 (수명: 3000 시간) 대비 현 개발품은 30% 대의 미흡한 수준으로 단기간 내의 시장 진입은 어려운 상황임, 따라서 본 과제를 기반으로 후속 연구를 통한 통합시스템 운전제어 기술 및 핵심소재 (MEA, 촉매, 등)기술을 더욱 육성하여 제품 신뢰성에 대한 기술력을 확고히 하고자 함

목차 Contents

• 제 1 장 과제의 개요...19
• 제 1 절 휴대용 연료전지 기술개요 및 개발 중요성...19
• 1. 기술개요...19
• 2. 기술개발 필요성...23
• 제 2 장 국내외 기술개발 현황...29
• 제 1 절 국내 휴대용 연료전지 개발현황...29
• 제 2 절 국외 휴대용 연료전지 개발현황...33
• 1. PNNL (Pacific Northwest National Laboratory)...33
• 2. MOTOROLA...40
• 3. CASIO...45
• 4. UltraCell사...50
• 5. 기타 연구 기관...50
• 제 3 절 기술개발 현 수준 비교 분석...52
• 제 3 장 연구개발 수행 내용 및 결과...55
• 제 1 절 노트북 PC 용 연료전지 시스템 개발...55
• 1. 적용 대상 (노트북 PC) 소비 전력 특성분석...55
• 2. 연료전지 시스템 설계...59
• 3. 시스템 구성 요소 상세 설계...70
• 4. 시스템 운전 로직 설계...94
• 5. 연료전지 시스템 및 요소부품 성능 평가 장치 개발...97
• 6. BOP 성능 평가...101
• 7. 시스템 성능 및 신뢰성 평가...112
• 제 2 절 소형 수소발생기 (개질기) 개발...127
• 1. 연구 배경...127
• 2. 이론적, 실험적 접근 방법...127
• 3. 연구 결과...137
• 제 3 절 소형 CO 저감기 (PROX) 개발...163
• 1. 연구 배경...163
• 2. 이론적, 실험적 접근 방법...163
• 3. 연구 결과...166
• 제 4 절 휴대용 연료전지 Stack 개발...180
• 1. 연구 배경...180
• 2. 이론적, 실험적 접근 방법...182
• 3. 연구 결과...194
• 제 5 절 연료전지 요소기술 저온 무가습 MEA 개발...248
• 1. 연구 배경...248
• 2. 이론적, 실험적 접근 방법...250
• 3. 연구 결과...263
• 제 6 절 연료전지 요소기술 고온 MEA 개발...278
• 1. 연구 배경...278
• 2. 이론적, 실험적 접근 방법...278
• 3. 연구 결과...279
• 제 7 절 연료전지 요소기술 고온 전해질 막 개발...294
• 1. 연구 배경...294
• 2. 이론적, 실험적 접근 방법...295
• 3. 연구 결과...308
• 제 8 절 수소발생 요소기술 개질 촉매 개발...310
• 1. 연구 배경...310
• 2. 이론적, 실험적 접근 방법...312
• 3. 연구 결과...316
• 제 4 장 목표달성도 및 관련분야에의 기여도...330
• 제 1 절 휴대용 연료전지 시스템 개발...332
• 1. 통합시스템 설계 및 제작...332
• 2. 시스템 운전 내구성 평가...332
• 제 2 절 소형 수소발생기 (개질기) 개발...332
• 1. 개질기 설계 및 제작...332
• 2. 개질기 시스템 (개질기 및 PROX 포함) 설계 및 제작...332
• 제 3 절 소형 CO 저감기 (PROX) 개발...333
• 1. 고성능 CO 저감기 제작...333
• 제 4 절 연료전지 Stack 개발...333
• 1. 연료전지스택설계 및 제작 기술...333
• 제 5 절 연료전지 요소기술 저온 무가습 MEA 개발...335
• 1. 무가습 MEA 제조기술...335
• 제 6 절 연료전지 요소기술 고온 MEA 개발...336
• 1. 고성능 고온 MEA 설계 및 제작 기술...336
• 제 7 절 연료전지 요소기술 고온 전해질 막 개발...336
• 1. 고온 전해질막 개발...336
• 제 8 절 수소발생 요소기술 개질 촉매 개발...336
• 1. 고성능, 내구성 개질 촉매 개발 및 코팅기술 개발...336
• 제 9 절 산업재산권 및 논문관련 연구성과...336
• 1. 산업재산권...338
• 2. 전문학술지 논문게재...339
• 3. 학술회의 논문발표??과...342
• 제 1 절 휴대용 연료전지 시스템 개발...342
• 1. 주요 연구 성과...342
• 2. 문제점 및 개선 사항 (추가 연구 필요성)...342
• 3. 향후 기대 효과...342
• 제 2 절 소형 수소발생기 (개질기) 개발...343
• 1. 주요 연구 성과...343
• 2. 추가 연구 필요성...343
• 3. 향후 기대 효과...343
• 제 3 절 소형 CO 저감기 (PROX) 개발...343
• 1. 주요 연구 성과...343
• 2. 문제점 및 개선 사항 (추가 연구 필요성)...344
• 3. 향후 기대 효과...344
• 제 4 절 휴대용 연료전지 Stack 개발...344
• 1. 주요 연구 성과...344
• 2. 문제점 및 개선 사항 (추가 연구 필요성)...344
• 3. 향후 기대 효과...344
• 제 5 절 연료전지 요소기술 저온 무가습 MEA 개발...345
• 1. 주요 연구 성과...345
• 2. 문제점 및 개선 사항 (추가 연구 필요성)...345
• 3. 향후 기대 효과...345
• 제 6 절 연료전지 요소기술 고온 MEA 개발...345
• 1. 주요 연구 성과...345
• 2. 문제점 및 개선 사항 (추가 연구 필요성)...346
• 3. 향후 기대 효과...346
• 제 7 절 연료전지 요소기술 고온 전해질 막 개발...346
• 1. 주요 연구 성과...346
• 2. 문제점 및 개선 사항 (추가 연구 필요성)...347
• 3. 향후 기대 효과...347
• 제 8 절 수소발생 요소기술 개질 촉매 개발...348
• 1. 주요 연구 성과...348
• 2. 문제점 및 개선 사항 (추가 연구 필요성)...348
• 3. 향후 기대 효과...349
• 제 6 장 연구개발과정에서 수집한 해외과학기술정보...350
• 제 1 절 소형 수소발생기...350
• 1. 최근 기술개발 동향...350
• 제 2 절 소형 CO 저감기 (PROX)...351
• 1. 최근 기술개발 동향...351
• 제 3 절 휴대용 연료전지 Stack...352
• 1. 최근 기술개발 동향...352
• 제 4 절 연료전지 요소기술 저온 무가습 MEA...358
• 1. 최근 기술개발 동향...358
• 제 5 절 연료전지 요소기술 고온 MEA...362
• 1. 최근 기술개발 동향...362
• 제 6 절 연료전지 요소기술 고온 전해질 막...363
• 1. 최근 기술개발 동향...363
• 제 7 절 수소발생 요소기술 개질 촉매...364
• 1. 최근 기술개발 동향...364
• 제 7 장 참고문헌...375
• [별첨] 노트북용 연료전지에 요구되는 성능 관련 연구결과...383