울산, ‘수소그린모빌리티 규제자유특구’ 수소지게차 실증사업 착수

‘울산 수소그린모빌리티 규제자유특구’에서 수소연료전지 핵심 소재인 막전극복합체(MEA, Membrane Electrode Assembly 막전극복합체)를 국산화하는 작업이 본격화된다.

울산테크노파크 에너지기술지원단은 울산수소특구인 울주군 KCC 일반산업단지내 자동차 부품 포장업체 하나티피에스, 유니팩에서 수소연료전지 지게차 8대를 실증화하는 사업을 추진한다고 3일 밝혔다.

이들 지게차중 1~2대는 국산화 MEA가 적용돼 실증 운행까지 진행될 예정이다.

고분자연료전지의 핵심부품인 MEA는 수소와 산소를 전기화학 반응시켜 60% 이상의 고효율로 전기를 생산하며, 배출가스는 오직 수증기 뿐인 수소경제 시대의 핵심 부품이다.

MEA는 연료전지 스택에서 가격 비중이 60% 이상을 차지하며, 가격저감을 위해서는 국산화율을 높이는 게 필수적이다.

MEA 국산화를 위해서는 가격, 수명이 기술적 걸림돌이며 이를 해소하기 위한 연구가 국내외에서 치열하게 진행 중이다.

국내에서는 그동안 수소전기차, 건물용 연료전지 등에 적용하기 위한 국산 MEA 연구가 부분적으로 이용돼왔으나 완제품 단위에서 국산 MEA가 적용되는 것은 이번이 최초 사례로 기록될 전망이다.

이번 사업의 국산화 MEA 개발은 비나텍㈜, ㈜코멤텍, ㈜코렌스알티엑스, 한국에너지기술연구원이 담당을 하고 있다.

전해질막 국산화에 성공한 코멤텍은 PTFE 지지체에 이오노모를 함침시켜서 만든 강화복합막 제조기술을 가지고 있다.

특히 코멤텍의 전해질막은 이온전도도 등 성능 지표에서 수입제품과 동등 이상의 성능을 보이고 있어 해외 업체가 전해질막 시장을 독점하고 있는 현 시장에서 충분한 가격경쟁력을 확보하고 있다.

업체는 올해 3월 세계 최초로 강화복합막 온라인 판매사이트 ‘Traniacell.com’의 오픈을 계획하고 있다.

국산화한 초소형 전자빔 장치를 기반으로 나노 사이즈의 백금 촉매를 생산하는 ㈜알티엑스는 충남 계룡시의 신축 공장에서 생산한 연료전지 촉매를 수송용, 건설장비용, 건물용 등으로 세분화해 공급하고 있다.

비나텍 역시 촉매담지체에 대한 원천기술을 기반으로 한 연료전지 MEA 대량생산기술을 보유하고 있다.

비나텍은 국내·외 연료전지 제품 대응을 위한 연간 30만장의 생산시설을 보유하고 있으며, 향후 수요 대응을 위하여 100만장의 생산시설을 완주 신공장에서 추가 확보할 계획이다.

에너지 분야 정부출연연구소인 한국에너지기술연구원은 국산화 MEA의 성능 및 내구성 시험, 데이터 분석, 숏스택 체결 및 활성화 등의 일을 협업으로 수행하고 있다.

이번 사업을 통해 개발된 수소지게차용 국산화 MEA는 1차 성능 검증 결과 목표성능의 93% 성능 수준을 기록했고 내구성 1,000시간 시험까지 완료해 2만 시간의 목표수명을 만족할 것으로 예측하고 있다.

현재 수소지게차용 국산화 MEA는 123장 누적 제작됐고, ㈜가온셀에 실증용으로 스택 1대분 및 여분을 납품했다. 현재 부족한 성능과 보완점들을 극복하고자 개선 노력을 계속하고 있으며 올해 7월까지는 무난히 목표를 달성할 것으로 예측하고 있다.

이번 사업을 총괄하는 울산테크노파크는 국산 MEA 상용화를 위한 사업화 지원과 시제품 제작, 분석, 마케팅, 기술자문, 선행기술조사 등을 지원하고 있다.

국산 MEA가 적용된 지게차는 올해 8월에 실증에 들어갈 예정이며, 실증이 완료되면 각종 수소연료전지 모빌리티 제품에 국산 MEA가 적용되고, 더 나아가 해외 수출까지 가능할 것으로 기대된다.