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산업용 섬유 정보

SGL Group, 현대車 ‘Nexo’에 연료전지用 GDL 공급

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작성자 한국화학섬유협회 작성일18-05-03 09:42 조회3,104회

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화섬정보 5.3

 

SGL Group은 현대자동차 차세대 수소전기차 ‘Nexo’의 수소연료전지에 동사의 습식 카본 부직포를 기반으로 한 SIGRACET® GDL(Gas Diffusion Layer)를 공급할 예정임. 금번 계약은 양사간의 오랜 파트너쉽에 따른 결과로, 파트너쉽의 확대를 의미하기도 함.

 

친환경 미래기술 가운데 하나인 연료전지는 수소와 산소를 직접 반응시켜, 전기와 물, 열을 발생시킴. 현대차는 2013년 iX35 연료전지 자동차의 양산화를 시작한 이래 배기가스 ‘0’를 목표로 ‘Nexo’ 모델을 출시해 수소동력 자동차를 최적화 하였으며, 올해 3월 정식 출시하였음.

 

한편, 가스확산층(Gas Diffusion Layer, GDL)은 고분자 전해질 연료전지(Polymer electrolyte membrane fuel cell 또는 Proton exchange membrane fuel cell, PEMFC)를 구성하는 물질로 전극으로 기체 확산을 원활하게 하는데, 연료와 물, 전기, 열과 같은 관련 인자들을 조절하는 역할을 함.

 

PEMFC는 일반적으로 2개의 유로(flow fields)와 GDL, 촉매층, 전해질막(Proton exchange membrane, PEM)으로 구성됨. GDL은 유로와 전극촉매 사이의 인터페이스 역할을 하는데 열 및 반응 생성물을 제거하면서 연료를 활성사이트로 유도하고 전기적으로 반응층은 집전체(集電體, current collectors)와 반응함.

 

GDL은 일반적으로 매크로 다공성 습식 카본백킹(Macro-porous wetlaid carbon backing)과 미세 다공성 카본레이어(Micro-porous carbon layer, MPL)로 구성된 이중구조를 가지고 있음. 백킹소재는 기계적 특성, 즉 압축거동, 굽힘 및 전단강도를 관리하며 열 및 전기적 매개변수에도 영향을 줌.

 

본래 카본은 극소수성이기 때문에 연료전지의 촉매층과 잘 접합이 되지 않아 카본입자와 PTFE를 포함하여 기공들을 형성할 수 있도록 제조함. 이에 따라 가스의 흐름이 방해받지 않도록 하고 더 나아가 균일하게 퍼질 수 있도록 유로 역할을 함. 활용 용도 및 방식에 따라 다양한 카본종류와 PTFE 함량을 조절하여 여러 제조공법을 적용하여 만들 수 있고, 이는 수질관리를 최적화 하도록 조정할 수 있음.

 

한편, 동 제품은 PAN계 탄소섬유를 잘게 절단하여 웹(Web)형태로 만들어 접합, 함침, 탄화공정을 거친 후, PTFE용액으로 발수가공과 MPL을 코팅하고 고온열처리를 거쳐 제조함. 유형과 등급에 따라, 다양한 제품 시리즈를 제공하고 있으며, 최근 독일 Meitingen 지역의 생산사이트에서 동 제품의 생산능력이 확대되고 있음.R

 

 

 

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