초록 ▼

최종목표:
● 블로워 4종류 개발: 연료승압 블로워, 캐소드 공기블로워, 선택산화공기블로워, 버너 공기블로워
● 펌프류 3종류 개발: 개질수 펌프, 배열회수 펌프, 냉각수 펌프
● 유량계 5종류 개발: 연료 유량계, 공기유량계 3종, 물 유량계
● 밸브류 2종류 개발: 안전밸브, 전자구동 밸브
개발내용 및 결과:
● 1kW급 건물용 연료전지 블로워류, 펌프 및 밸브의 성능 검증 및 국산화 기술 확립.
- 블로워: 맥동 및 소비전력 감소를 위해 2-Head 블로워를 개발하였으며, 소음 저감 방법

최종목표:
● 블로워 4종류 개발: 연료승압 블로워, 캐소드 공기블로워, 선택산화공기블로워, 버너 공기블로워
● 펌프류 3종류 개발: 개질수 펌프, 배열회수 펌프, 냉각수 펌프
● 유량계 5종류 개발: 연료 유량계, 공기유량계 3종, 물 유량계
● 밸브류 2종류 개발: 안전밸브, 전자구동 밸브
개발내용 및 결과:
● 1kW급 건물용 연료전지 블로워류, 펌프 및 밸브의 성능 검증 및 국산화 기술 확립.
- 블로워: 맥동 및 소비전력 감소를 위해 2-Head 블로워를 개발하였으며, 소음 저감 방법 적용.
- 블로워용 모터: 드라이버를 모터에 내장하여 일체화함으로써 설치 공간의 축소 및 원가 절감 확보.
- 펌프: 솔레노이드 방식을 이용한 왕복식 펌프와 임펠러(Impeller)를 이용한 원심형 펌프 개발. 제품 공용화를 통한 부품 단가 저감.
- 유량계: Bypass capillary 방식을 이용한 기체용 유량계와 치차를 이용한 용적식 유량계 개발, 모든 부품의 플라스틱 사출금형 적용으로 목표 단가 만족.
- 밸브: 전자식/릴리프 밸브의 설계 및 제작과 저전력 회로를 이용한 1W 이하의 소비전력 달성.
● 보조기기 성능평가 장치 개발
- 유량, 압력 및 소비전력 등 보조기기의 성능평가 장치 구성.
- 기밀성, 내구성 및 안정성 평가 장치 구성.
● 보조기기 성능평가 및 안정성 평가 방밥 개발
● 개발된 보조기기를 활용한 연료전지 시스템의 성능 검증.
- 전기효율 36.5%(초과달성, 목표: 34%)
● 정량적 목표 항목 및 최종 달성도
기술개발배경:
● 건물용 연료전지는 본격적인 산업화를 위하여 가격저감이 필수적인데 특히 연료전지 보조기기의 원가비중이 가장 높아 국산화 기술개발을 통한 가격저감이 필수적임.
● 현재 일본에서는 2005~2008년까지 진행한 1kW급 연료전지용 보조 기기류 연구사업을 통해 발생된 부품류를 수출 통제물품으로 정하는 등 자국의 산업보호 및 경쟁국으로의 기술 유출을 미연에 차단하고 있음.
● 현재 건물용 연료전지에 적용되고 있는 보조기기의 국내 기술기반이 매우 취약하며, 전량 수입에 의존하고 있음. 따라서 국산화 개발을 통해 저렴한 블로워류 및 밸브류를 개발할 경우 수입 의존도를 최소화할 수 있음.
핵심개발기술의 의의:
● 블로워류 및 펌프류는 건물용 연료전지 시스템의 성능 유지 및 효율 증가에 매우 중요한 요소이기 때문에 이에 대한 국산화 기술확보를 통해 제작 단가 절감이 가능하며, 건물용 연료전지 설계 및 양산을 위한 기본 인프라 구축이 가능.
● 블로워류 및 펌프류는 반도체 산업, 항공우주 산업, 원자력 산업 및 공기조화 산업 등 다양한 분야로의 파급효과가 클 것으로 판단되며, 이와 함께 최소의 소비전력 특성을 가지는 블로워류 및 밸브류 개발을 통해 에너지 절약과 환경 개선 효과를 얻을 수 있음.
적용분야:
● 1kW급 건물용 연료전지 시스템 제작
● 그린홈 보급사업 중 연료전지 보급

목차 Contents

• 표지 ... 1
• 제출문 ... 2
• 기술개발사업 최종보고서 초록 ... 3
• 기술개발사업 주요 연구성과 ... 12
• 구체적인 연구 성과 ... 13
• 목차 ... 18
• 표 차례 ... 20
• 그림 차례 ... 24
• 제 1 장 서론 ... 39
• 제 1 절 개발기술의 중요성 및 필요성 ... 39
• 제 2 절 국내․외 관련 기술의 현황 ... 42
• 제 3 절 기술개발 시 예상되는 기술적 ․ 경제적 파급 효과 ... 55
• 제 2 장 기술개발 내용 및 방법 ... 56
• 제 1 절 최종 목표 및 평가 방법 ... 56
• 제 2 절 연차별 개발 내용 및 개발 범위 ... 58
• 제 3 장 결과 및 사업화 계획 ... 64
• 제 1 절 연구개발 최종 결과 ... 64
• 제 2 절 연구개발 추진 체계 ... 85
• 제 4 장 참여기업별 상세 추진 내역 (GS칼텍스) ... 88
• 제 1 절 보조기기 평가 장치 ... 88
• 제 2 절 보조기기 성능 평가 ... 94
• 제 3 절 1kW급 연료전지 시스템 ... 111
• 제 4 절 블로워 및 밸브 안전성능 평가 ... 122
• 제 5 절 결론 ... 156
• 제 5 장 참여기업별 상세 추진 내역 (디에이치엠) ... 158
• 제 1 절 연료전지 블로워 성능평가 장치 개발 ... 158
• 제 2 절 블로워 성능개선을 위한 내부 유동장 평가 및 수치 최적 설계 ... 167
• 제 3 절 블로워 시제품 설계, 제작 및 평가 ... 191
• 제 4 절 최종 제품 개발 결과 및 관련 도면 ... 212
• 제 6 장 참여기업별 상세 추진 내역 (세우산전) ... 217
• 제 1 절 1차년도 기술개발 결과 ... 217
• 제 2 절 2차년도 기술개발 결과 ... 226
• 제 3 절 3차년도 기술개발 결과 ... 234
• 제 7 장 참여기업별 상세 추진 내역 (경동네트웍) ... 240
• 제 1 절 국내·외 관련 기술의 현황 ... 240
• 제 2 절 수치해석에 대한 기술개발 결과 ... 243
• 제 3 절 연차별 기술개발 결과 ... 322
• 제 4 절 최종 결과 ... 341
• 제 8 장 참여기업별 상세 추진 내역 (경동에버런) ... 343
• 제 1 절 1차년도 기술개발 결과 ... 343
• 제 2 절 2차년도 기술개발 결과 ... 347
• 제 3 절 3차년도 기술개발 결과 ... 350
• 제 4 절 최종 결과 ... 359
• 제 9 장 참여기업별 상세 추진 내역 (테라텍) ... 360
• 제 1 절 국내·외 관련 기술의 현황 ... 360
• 제 2 절 연차별 기술개발 결과 ... 361
• 끝페이지 ... 377