| 2차년도 |
- 주관연구기관(경기대학교 산학협력단): 상온 구동형 수소 산화촉매 제조 레시피 확립 - 참여기관 1(한국철도기술연구원): 시스템 설계를 위한 철도차량 내 연료전지 및 수소 제거 촉매 시스템 설치공간 조사 및 검토 - 참여기관 2((주)애니텍): 폐열 회수 시스템 이용방안 조사
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- 주관연구기관(경기대학교 산학협력단) ○ 수소 산화촉매 제조방법 적용 및 물리화학적 특성 분석 - 촉매표면 활성금속의 물리화학적 특성(valance state, electron density, bimetal) 연구 - 촉매 제조방법이 수소 상온 산화촉매 성능에 미치는 영향 평가 - Pd, Pt 등 귀금속 함량별 성능 비교를 통한 최적 함량 도출 - 참여기관 1(한국철도기술연구원) ○ 시스템 설계 인자 도출을 위한 기초 조사 - 수소 제거 촉매 시스템 설치공간 확보를 위한 수소연료전지 하이브리드 철도차량 내？외부 환경 검토 - 수소연료전지 하이브리드 철도차량 내 수소 제거 촉매-열회수 시스템 설계 요구사양 분석 및 도출 - 참여기관 2((주) 애니텍) ○ 폐열 회수를 위한 열 교환기 조사 - 연료전지 적용을 위한 열 교환기 종류, 재질 등 확인
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| 연구성과 |
기술적 기대성과 |
○ 기술적 측면 - 기존 수소 산화촉매 시스템은 핵심기술이 촉매 임에도 불구하고 제한된 귀금속 물질 및 금속산화물을 사용하고 있는 실정임. 따라서 본 연구에서는 촉매 개발을 중점적으로 진행하여, 촉매의 활성에 영향을 미치는 활성금속, 지지체 및 promoter의 물리화학적 특성을 이용하여 촉매 성능을 증진시킬 수 있는 원천 기술의 근거를 마련할 수 있을 것으로 기대됨. - 해당 소재를 최적화하기 위해 확립된 제조 기술을 추후 다양한 분야에 적용한다면 보다 창의적이고 혁신적인 연구 성과를 얻을 수 있을 것으로 사료됨. - 수소연료시스템은 앞으로도 폭발적인 성장이 예상되는 만큼, 정부의 시기적절한 지원책은 향후 청정에너지 분야가 국가의 중추 산업으로 발전할 수 있는 초석이 될 수 있을 것이라 사료됨.
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| 사회 경제적 파급효과 |
○ 경제적,산업적 측면 - 향후 석유경제 시대가 수십년 안으로 종료될 것으로 예측되고 있는 가운데, 대체될 수 있는 에너지로 수소가 가장 유력함. 하지만 국내외적으로 여러 수소 폭발사고로 인해 안정성 문제를 지속될 것임. 따라서 본 연구개발은 정부주도의 수소경제 개발 및 안전화에 기여할 수 있음. - 연료전지를 포함한 다양한 수소 발생시설에 적용할 수 있는 시스템 및 소재 기술임. 또한 전 세계적으로 연료전지 시장이 성장하고 특히 수송형 연료전지의 비율이 증가하는 추세인 것을 감안했을 때, 본 연구개발은 선제적 대응 기술이 될 수 있음.○ 사회적 측면 - 수소 에너지 기술의 고도화된 발전에도 불구하고 최근까지 발생한 폭발사고로 인해 수소 안전성 문제가 계속해서 제기될 것임. 이에 따라 본 연구개발 기술은 원자력 발전소의 LOCA 및 SA와 같은 큰 사고를 막을 수 있는 수소 직접 제거기술로 활용될 수 있음.
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| 활용방안 |
○ 본 연구개발을 통해 앞으로 개발 및 생산되는 수소 열차의 안전사고를 예방할 수 있는 수소 안전화에 대한 원천 기술이 될 것으로 기대됨. 또한 아직까지 수소 열차 내 연료전지에서의 수소 유동흐름 분석과 열 교환기 시스템 활용 방안이 제시되지 않았으며, 본 연구개발 이후 본격적인 사업계획이 이루어졌을 때 선도적인 위치를 점유할 수 있을 것으로 기대됨. ○ 수소 산화촉매 - 귀금속 기반 촉매의 물리화학적 성질과 반응특성간의 상관관계를 확인하여, 귀금속 촉매 개발 연구의 기초자료로 활용 가능함. - PAR 등에 한정되어 있는 수소 산화촉매를 다양한 금속산화물을 적용 및 개발하여, 촉매 성능을 증진시킴으로써 다양한 농도로 배출되는 수소 발생시설에 적용 가능함. - 기술성 검토가 완료된다면, 실증화 및 안정성 검토를 거쳐 수소연료전지를 사용하는 다양한 수소발생원에 적용·활용할 수 있음.○ 수소열차 내 촉매-열 회수 통합시스템 - 국내외 수소열차 연료전지에 적용 가능한 수소 제어 기술이며, 촉매-열 회수 통합시스템을 최적함으로써 수소열차 안전기술로 활용될 수 있을 것으로 판단됨. ○ 폐열 회수 및 에너지원으로의 활용 - 열 교환기를 통해 회수된 폐열을 열차 내외부적으로 에너지원으로 사용하는 방안을 검토하여, 도출된 결과를 바탕으로 에너지 절약 효과가 기대됨.○ 본 연구개발의 결과로 도출되는 지적재산권(특허) 및 논문은 관련 업무추진시의 좋은 참고자료가 될 수 있으며, 일부 지적재산권의 기술이전은 관련 산업체의 기술력 확보에도 기여할 수 있음.
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