원자력원구원, 3D 프린팅 기술로 수소차 핵심기술 상용화

'내부식물질 적층용 3D 프린팅 기술' 더센텍㈜에 이전

내구성이 우수하고 저렴, 수소연료전지 금속분리판 제작 성공

[대전=뉴시스] 원자력연구원이 개발한 3D 프린터로 수소연료전지용 금속 분리판을 제조하고 있는 모습.  *재판매 및 DB 금지

[대전=뉴시스] 김양수 기자 = 국내 연구진이 전기차 기술의 핵심중 하나인 '연료전지(Stack)  분리판' 원가를 획기적으로 낮출 수 있는 3D 프린팅 기술을 개발해 상용화에 들어갔다.

한국원자력연구원은 '내부식물질 적층용 3D 프린팅 기술'을 더센텍㈜에 이전하는 기술실시계약을 체결했다고 11일 밝혔다. 매출액 2%를 경상기술료로 받는 조건이다.
 
더센텍은 지난해 11월에 설립된 연구원 창업 기업으로 3D 프린팅 기술을 기반으로 극한환경산업용 소재를 개발하고 있다. 이전받은 기술을 이용해 수소차는 물론 국방·우주산업 분야까지 업역을 넓힐 계획이다.

기존 연료전지 분리판은 백금 등 희귀 금속류를 사용해 값이 비쌌다. 연료전지는 수소와 산소 간 화학반응이 일어나 전기와 물이 만들어지는 공간으로 연료전지를 둘러싼 분리판은 부식에 강한 소재여야 한다. 기존 연료전지 분리판은 백금 등 희귀 금속류가 사용돼 고가다.
 
원자력연구원 김현길 박사팀의 이 기술은 스테인리스 합금표면에 금 대신 내부식성이 높은 크롬알루미늄(CrAl) 합금을 코팅, 금에 비해 2000분의 1가량으로 저렴하고 부식에 대한 저항성이 높다.

특히 3D 프린팅 기술을 이용해 코팅 물질이 벗겨질 가능성을 원천 차단했다.
 
이번 연구에 활용된 3D 프린팅 기술은 고출력 레이저를 이용해 금속재료를 겹겹이 쌓아 올리는 DED(Directed Energy Deposition·고에너지 적층) 방식으로 서로 다른 금속물질이 녹으면서 결합해 코팅 부위가 따로 떨어지지 않는다.

연구원은 자체 개발한 3D 프린터로 '수소연료전지용 금속 분리판' 시제품 제작에도 성공했다. 연료전지 내 수소와 산소 간의 반응효율을 높일 수 있도록 돌기형태의 유로로 새겨 제조 효율성도 높였다. 민간기업에 이전돼 상용화에 들어가는 이 기술은 지난 1월 국내 특허등록을 완료했다.

김현길 핵연료안전연구부장은 "이번 성과는 연구원이 보유한 3D 프린팅 기술이 비원자력 분야에도 활용될 수 있음을 보여주는 대표 사례"라면서 "앞으로 다른 산업과의 스핀오프(Spin-off)가 활발히 이뤄지길 기대한다"고 말했다.


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