초록 ▼

Ⅳ. 연구개발결과 (대표성과 요약)
○ 비귀금속 알칼리막 MEA의 국산화 및 고성능 달성 (본 컨소시엄의 전해질막, 비귀금속 촉매를 사용)
■ 본 컨소시엄에서 개발한 전해질 소재를 이용한 비귀금속 MEA는 수소-공기 조건에서 1.0 A/cm² @ 0.6 V 이상의 성능 확보. 이 MEA는 최적 조건에서 0.9 W/cm²의 전력 밀도를 나타내며 세계 최고 수준으로 Energy Environ. Sci., 2020, 13, 3633 에 공동 연구 논문으로 발표 (세부2, 위탁2, 세부1)

Ⅳ. 연구개발결과 (대표성과 요약)
○ 비귀금속 알칼리막 MEA의 국산화 및 고성능 달성 (본 컨소시엄의 전해질막, 비귀금속 촉매를 사용)
■ 본 컨소시엄에서 개발한 전해질 소재를 이용한 비귀금속 MEA는 수소-공기 조건에서 1.0 A/cm² @ 0.6 V 이상의 성능 확보. 이 MEA는 최적 조건에서 0.9 W/cm²의 전력 밀도를 나타내며 세계 최고 수준으로 Energy Environ. Sci., 2020, 13, 3633 에 공동 연구 논문으로 발표 (세부2, 위탁2, 세부1)
○ 음이온교환막 연료전지(AEMFC)용 전해질의 국산화 및 상용화 성공 (국내 최초)
■ 국내 상용 기술이 전무하며, 일부 선진국에서 독점하고 있는 음이온교환막 연료전지(AMFC)용 음이온교환형 바인더 및 분리막 소재기술을 개발함. (상용 음이온교환소재 대비 220% 향상) 개발 기술을 성공적으로 국내기업에 이전하여 음이온 이온교환형 바인더를 제품화 (상품명: AnioMer)
○ 고성능-고내구성 페닐렌계 블록형 고분자 전해질 원천 소재 및 합성법 개발
■ 차세대 연료전지에 사용이 가능한 페닐렌계 고분자의 신규 합성법을 개발하여 대용량 합성 및 대면적 전해질막 제조 기술 확보. Macromolecules 2020, 23, 10538에 표지논문으로 선정
○ 알칼리 연료전지용 비귀금속 산소환원 반응 촉매 개발
■ 활성 면에서 백금의 105% 이상의 수준에 달하는 0.918 V의 반파 전위 및 10,000회의 전압 사이클링 후에도 97%의 활성을 보존하고 있는 촉매를 개발. MEA 평가결과 상용 백금촉매와 유사한 성능을 실현
○ 알칼리막 연료전지 숏스택 개발 및 성능 검증
■ 본 컨소시엄에서 개발한 MEA를 이용하여 4셀의 숏스택을 개발하여 2단계 성공가능성을 검증. 기존의 알카리연료전지 스택개발 경험을 바탕으로 분리판을 새로 설계하여 스택의 성능을 검증

(출처 : 요약문 5p)

Abstract ▼

Ⅳ. Development results (Summary of Representative Performance)
○ Localization in Korea and high performance of non-precious metal alkali membrane MEA (using this consortium's electrolyte membrane and non-precious metal catalyst)
■ Non-precious metal MEA using electrolyte material developed by

Ⅳ. Development results (Summary of Representative Performance)
○ Localization in Korea and high performance of non-precious metal alkali membrane MEA (using this consortium's electrolyte membrane and non-precious metal catalyst)
■ Non-precious metal MEA using electrolyte material developed by this consortium secures performance of 1.0 A/cm² @ 0.6 V or more in hydrogen-air conditions. This MEA exhibits a power density of 0.9 W/cm² under optimal conditions and is the world's highest level as published Energy Environ. Sci., 2020, 13, 3633 as a joint research paper (KRICT, KNU, KIER)

○ Successful localization and commercialization of electrolytes for AMFC (first in Korea)
■ domestic commercialization of anion-exchange binder and membrane technology for AMFC monopolized in some advanced countries. (220% improvement compared to commercial anion exchange material) Successfully transferred development technology to a domestic company to commercialize anion ion exchange type binder (brand name: AnioMer)

○ Development of high-performance and high-durability phenylene-based block-type polymer electrolyte membranes and synthetic method
■ Developing a new synthetic method of phenylene polymer can be used in next-generation fuel cells, securing large-capacity synthesis and large-area membrane manufacturing technology. Selected as cover paper for Macromolecules 2020, 23, 10538

○ Development of non-precious metal oxygen reduction catalyst for alkaline fuel cell
■ A developed catalyst with a half-wave potential of 0.918 V, which is more than 105% of platinum in terms of activity, retains 97% activity even after 10,000 CV cycling. MEA evaluation results achieve similar performance to commercial platinum catalysts

○ Alkaline membrane fuel cell short stack development and performance verification
■ Using the MEA developed by this consortium, a 4-cell short stack was designed to verify the possibility in the 2nd stage. We demonstrated the stack's performance by redesigning the separator based on the predeveloped AMFC stack.

(source : SUMMARY 8p)

목차 Contents

• 표지 ... 1
• 제 출 문 ... 2
• 보고서 요약서 ... 3
• 요 약 문 ... 4
• S U M M A R Y ... 7
• C O N T E N T S ... 11
• 목차 ... 12
• 제 1 장 연구개발과제의 개요 ... 13
• 제 1절 연구 개발의 개요 ... 13
• 제 2절 연구의 중요성 ... 18
• 제 2 장 국내외 기술개발 현황 ... 22
• 제 1절 국내 기술 수준 및 시장 현황 ... 22
• 제 2절 국외 기술 수준 및 시장 현황 ... 24
• 제 3 장 연구개발수행 내용 및 결과 ... 27
• 제 1절 연구 개발 추진 체계 ... 27
• 제 2절 연구 개발 수행결과 요약 ... 28
• 제 3절 연구 개발 수행내용 및 그 결과 ... 30
• 제 4 장 목표달성도 및 관련분야에의 기여도 ... 55
• 제 1절 목표달성도 ... 55
• 제 2절 관련분야 기여도 ... 63
• 제 5 장 연구개발결과의 활용계획 ... 64
• 제 1절 활용계획 요약 ... 64
• 제 2절 활용계획 상세 ... 64
• 제 6 장 연구개발과정에서 수집한 해외과학기술정보 ... 68
• 제 7 장 참고문헌 ... 72
• 끝페이지 ... 73