초록 ▼

남아프리카 공화국은 귀금속광물 (금, 백금) 주산지이다. 수소연료전지에 사용되는 백금은 세계생산량의 80 %가 남아공에서 채굴되고 있다. 따라서 앞으로 전개될 수소연료전지 시대에서 남아공은 새로운 주역이 될 것이다. 우리나라처럼 식민지배의 아픈 경험을 가진 남아공은 우리나라의 경제발전에 대해서 높이 평가하며 우리를 모델삼아 자신들도 고도 경제성장을 이룩하여 아프리카의 맹주국가로서 위상을 굳건히 하고자 한다. 이러한 시기에 남아프리카 공화국과 우리나라 간에 협력기반을 조성하고 실질적인 협력성과를 생성해 나가는 것이 대단히 중요하다.

남아프리카 공화국은 귀금속광물 (금, 백금) 주산지이다. 수소연료전지에 사용되는 백금은 세계생산량의 80 %가 남아공에서 채굴되고 있다. 따라서 앞으로 전개될 수소연료전지 시대에서 남아공은 새로운 주역이 될 것이다. 우리나라처럼 식민지배의 아픈 경험을 가진 남아공은 우리나라의 경제발전에 대해서 높이 평가하며 우리를 모델삼아 자신들도 고도 경제성장을 이룩하여 아프리카의 맹주국가로서 위상을 굳건히 하고자 한다. 이러한 시기에 남아프리카 공화국과 우리나라 간에 협력기반을 조성하고 실질적인 협력성과를 생성해 나가는 것이 대단히 중요하다. 본 연구사업을 통해 제1~3차 한국-남아프리카 공화국 수소연료전지 워크샵을 개최하였고 양국 연구자들 간에 튼튼한 인적네트워크 및 협력기반을 구축하였다. 국내 연구자로는 경북대, 에너지기술연구원, 영남대, 포항공대, 한양대, DGIST 등의 산학연 연구자가 참석하였으며, 남아공 측에서는 Department of Science and Technology (DST), CSIR (Counsil for Scientific and Industrial Research), UCT, UNISA 등의 연구자 등이 참석하였다. 한국 측에서는 이동형 연료전지 시스템에 수소를 공급하는 메탄올개질기 촉매 및 반응기개발, 전극촉매 와 MEA 제조 공정 및 내구성을 연구하였고 남아공 측에서는 고성능 bimetallic 전극촉매를 연구하였다. 이 연구 구조는 상호 보완적이어서 연료전지시스템을 보다 효율적으로 개발할 수 있으며 본 과제를 통하여 만들어진 연구협력기반을 토대로 향후 보다 발전될 것으로 예상된다.

Abstract ▼

Republic of South Africa (RSA) is a key country in precious metals such as platinum and gold. RSA produces around 80 % of world production of Pt, which is the most important key metal in the coming hydrogen era. RSA, also suffered from colonial rule like us, highly regards the economic development o

Republic of South Africa (RSA) is a key country in precious metals such as platinum and gold. RSA produces around 80 % of world production of Pt, which is the most important key metal in the coming hydrogen era. RSA, also suffered from colonial rule like us, highly regards the economic development of Korea and would like to consider Korea as a model country in developing their economics and industries, and hence would like to promote collaboration in science and technology between the two countries. The 1^st~3^rd Joint Workshops on Hydrogen Fuel Cell were held in RSA and South Korea. Key Korean and South African researchers and engineers from various institutes in both countries participated to promote collaboration in development of fuel cell systems: CSIR(Counsil for Scientific and Industrial Research), DST (Department of Science and Technology) on RSA side; and Kyungpook National University, KIER, Dong-Guk Univ., Yeongnam Univ, Hanyang Univ, POSTECH, Hankook Tire, on Korean side. This project helped to build a strong network among the researchers from both countries and layed a solid foundation on the continued collaboration between the two sides. On the Korean side, development of a reformer catalysts and reactors for mobile applications, researches on process variables and durability of electrode catalysts and MEA were carried out. On the RSA side, highly active bimetallic electrode catalysts were investigated. These studies are complemental and would result in the development of efficient fuel cell systems on the basis of the solid foundation of collaboration between the two countries, built by this project.

목차 Contents

• 표 지 ... 1
• 제 출 문 ... 2
• 보고서 요약서 ... 3
• 요 약 문 ... 4
• Abstrate ... 5
• CONTENTS ... 6
• 목 차 ... 6
• 표 차례 ... 8
• 그림 차례 ... 8
• 제 1장 연구개발과제의 개요 ... 11
• 1. 연구 개발 배경 ... 11
• 2. 연구개발의 필요성 ... 12
• 3. 한-남아공 국제 공동 연구개발 추진 배경 및 경위 ... 12
• 4. 연구개발의 목표 및 내용 ... 13
• 가. 최종 목표 ... 13
• 나. 연구내용 ... 13
• 제 2장 국내외 기술개발 현황 ... 14
• 1. 국내외 연료전지 기술 현황 및 전망 ... 14
• 제 3장 연구개발수행 내용 및 결과 ... 18
• 제 1절 한-남아공 Fuel Cell workshop ... 18
• 1. 목 적 ... 18
• 2. 개 요 ... 18
• 3. 2012 한․남아공 수소연료전지 워크샵 ... 19
• 4. 2013 한․남아공 수소연료전지 워크샵 ... 33
• 5. 2014년 한․남아공 수소연료전지 워크샵 ... 41
• 제 2절 메탄올 개질 촉매 및 반응기 개발 ... 47
• 1. 실험 ... 47
• 2. 실험 결과 ... 50
• 3. 결론 ... 57
• 제 3절 연료전지 촉매 개발 ... 58
• 1. 연료전지 전극 촉매 개발 ... 58
• 2. 공기극 촉매 개발 ... 68
• 3. 고분자 연료전지 MEA의 저가 내구성 제조기술 확립 ... 75
• 4. MEA 내구성 최적화 ... 96
• 제 4절 Electro-catalytic oxidation of ethylene glycol at palladium-bimetallic nano-catalysts (PdSn and PdNi) supported on sulfonate-function～alised multi-walled carbon nanotubes ... 110
• 1. Introduction ... 110
• 2. Experimental ... 111
• 3. Results and discussion ... 113
• 4. Summary ... 118
• 제 5절 Carbon supported Pd-Sn and Pd-Ru-Sn nanocatalysts for ethanol electro-oxidation in alkaline medium ... 119
• 1. Introduction ... 119
• 2. Experimental ... 120
• 3. Results and discussion ... 123
• 4. Conclusions ... 136
• 제 4장 목표달성도 및 관련분야에의 기여도 ... 137
• 1. 연구개발목표의 달성도 ... 137
• 2. 평가의 착안점에 따른 목표달성도에 대한 자체평가 ... 137
• 가. 당해연도 연구개발 목표 ... 137
• 나. 평가의 착안점 ... 137
• 제 5장 연구개발결과의 활용계획 ... 139
• 1. 기술적 측면 ... 140
• 2. 경제적․산업적 측면 ... 140
• 제 6장 참고문헌 ... 141
• 끝페이지 ... 143