전극막접합체 국산화 성공 … 수입산보다 성능은 1.5배 뛰어나
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▲현대차가 수소연료전지차용 연료전지 부품 가운데 전극막접합체(MEA) 국산화에 성공했다고 14일 밝혔다. 그림에서 전극막접합체는 촉매에 붙어 산소 혹은 수소를 받아들이는 부분이다. 여기서 산소와 수소가 이온이 되며 전류를 생산한다. 이온화된 산소와 수소는 다시 합처져 물이 된다. 그림 제공=KIST |
14일 업계에 따르면 현대차는 ‘전극막접합체(MEA, 멤브레인)’를 국산화하는 데 성공했다. 이로써 현대차가 2018년 평창동계올림픽에 맞춰 출시할 예정인 2세대 국산 수소연료전지차 개발에 탄력이 붙게됐다.
전극막접합체는 연료전지에서 전기화학 반응이 발생하는 부분이다. 연료전지에 공급된 수소와 산소는 각각 음극과 양극에서 전자를 내어놓으며 이온이 되고 내어진 전자는 외부로 빠져나가 전류가 된다. 이러한 반응이 일어나는 곳이 전극막접합체이다.
현대차는 이번에 수입산보다 가격이 13% 싸면서도 성능이 1.5배 개선된 국산 전극막접합체 생산에 성공해 수소연료전지차의 경쟁력을 높였다. 과거 1억원을 훌쩍 넘던 수소연료전지차의 가격을 최근 7500만원 선까지 낮췄는데 신형 부품을 적용해 더욱 값싸게 공급할 수 있게됐다. 이 부품이 장착된 수소연료전지차가 21일 충남도청에 납품될 계획이다.
또 현대차의 2018년 2세대 수소연료전지차 출시 계획에도 파란불이 켜졌다. 2세대 수소연료전지차는 현재 투싼FCEV와 같이 기존 가솔린차 기반이 아닌 수소연료전지차 전용 플랫폼을 사용하는 것이 특징이다.
현대차 관계자는 "수소경제의 길목에 선 국내 연료전지사업에서 전극막접합체 국산화는 획기적인 일"이라며 "향후 남은 부품의 국산화를 통해 우리 수소연료전지차가 품질과 가격경쟁력 측면에서 경쟁력을 갖출 수 있도록 매진하겠다"고 밝혔다.
◇ 우리 수소연료전지차 부품 국산화율 99% - 현재 우리나라 수소연료전지차 국산화율은 99%이다. 가스확산층(GDL, Gas Diffusion Layer) 하나를 제외하곤 모두 국산화됐다. 이 부품도 국내 기업이 기술개발을 마친 상태로 양산 과정만 남았다.
수소연료전지차의 핵심부품은 △연료전지 스택 △수소공급계 △공기 및 물관리계 △전력동력시스템과 보조전원시스템이다.
에너지기술평가원(이하 ‘에기평’)은 2013년부터 수소연료전지차의 단가를 낮추기 위한 연구에 돌입했다.
에기평은 수소연료전지의 촉매에 들어가는 백금 kW당 0.25g로 낮출 예정이다. 기존 미국 3M이 0.3g을 사용하는 백금 촉매를 개발한 바있다. 촉매의 내구성도 자동차에 적합하게 5000시간으로 늘릴 계획이다. 종전의 최고 기록은 미국 3M이 세운 3000시간이다.
우리나라는 2013년 기준 2000시간 정도의 수명을 가진 저온연료전지촉매 기술을 갖고 있다. 또 수소연료전지가 200℃이하 온도에서도 작동하게 만들 계획이다.
연료전지 스택의 금속분리판은 하이스코가 제조한다. 가스켓은 동아공업, 공용분배기와 인클로우저는 우신공업, 체결기구와 앤드플레이트는 대원강업이 만든다. 전극막은 2015년 개발 예정이다. 수소공급계의 재순환블로워는 현대모비스가, 체그밸브와 PRV, 리셉터클은 하이록코리아가 제조한다. 레귤에이트넌 모토닉, 프레임은 캐놀퍼스텍, 이젝터는 현대모비스와 세종공업이 만든다.
수소탱크의 국산화에도 여러 기업이 나섰다. 공기와 물관리계에서 가습기는 코오롱이, 소음기는 말레 동현, 화학필터는 한국3M, 공기블로워는 한라공조가 맵센서는 케피고, 공기차단밸브는 모토닉이 제조한다. 이온필터는 만앤휴맬 동우, 실리콘호스는 세명기업, COD히터는 한라공조, 스택펌프는 명화공업, 부동액은 극동제연, 전장펌프는 지엠비코리아, 전도도센서는 케피코, 3WAY밸브는 인지컨트롤스와 캄텍이 제조한다.
전기동력시스템과 보조전원시스템 중 모터는 현대모비스가 모터제어기는 LS산전, 저전압전력변환기는 아이파워컨, 슈퍼캡소기충전장치는 이경산전, 슈퍼커패시터는 네스캡이 제조한다.
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