멤브레인 전극 어셈블리(MEA) – AEM 전해조의 핵심 구성 요소

막전극접합체(MEA), 음이온 교환막의 핵심 구성 요소로서 (AEM) 전해조는 심장이 혈액 순환을 촉진하는 것처럼 수소 생산을 위한 물 전기분해의 핵심 과정을 제어합니다. 이 전해조는 주로 음이온 교환막(AEM), 촉매층, 그리고 기체 확산층으로 구성되어 있으며, 각 층은 시너지 효과를 발휘하여 효율적이고 안정적인 전기분해를 가능하게 합니다.

AEM(음극전극) 물 전기분해 시스템에서 전극에 직류 전압을 인가하면 "심장"이 격렬하게 박동하기 시작합니다. 물이 유입구로 유입되면, 음극 촉매에서 물 분자는 수소 발생 반응(HER)을 통해 전자를 얻어 수소 기체를 방출하면서 수산화 이온(OH⁻)을 생성합니다. 심장 판막 역할을 하는 음이온 교환막은 이러한 수산화 이온을 음극에서 양극으로 정밀하게 전달합니다. 양극에 도달한 수산화 이온은 양극 촉매에서 산소 발생 반응(OER)을 거쳐 산소를 생성합니다. 이러한 방식으로 MEA는 제어된 이온 전달을 통해 물을 순수한 수소와 산소로 효율적으로 분해합니다. 이는 정교하게 조율된 에너지 "교향곡"과 같은 깨끗하고 오염 없는 과정입니다.

AEM 전해조 "Heart"의 강력한 장점

1. 상당한 비용 이점

양성자 교환막(PEM) 전기분해와 달리, AEM 수전해 MEA는 이리듐과 같은 고가의 귀금속 촉매를 사용하지 않습니다. 대신, 저비용 전이금속 촉매를 사용하여 수소 생산 비용을 크게 절감합니다. 또한, AEM 전해조는 수질 요건이 낮아 묽은 알칼리 용액에서도 효과적으로 작동하여 액체 취급을 간소화하고 위험을 줄입니다. 전극 재료 또한 더욱 유연하여 양극판용 니켈 도금 스테인리스강과 같은 일반적인 재료를 사용할 수 있어 비용을 더욱 절감하고 친환경 수소 생산을 더욱 용이하게 합니다.

2. 고효율성 및 환경적 지속가능성

AEM MEA는 뛰어난 이온 선택성과 전도성을 나타내어 이온 전달을 가속화하고 전반적인 전기분해 효율을 크게 향상시킵니다. 전체 수소 생산 공정은 물만을 원료로 사용하고 수소와 산소만 부산물로 생성하여 오염 물질을 전혀 발생시키지 않습니다. 이러한 특징으로 인해 AEM 기술은 전 세계 에너지 전환의 친환경 선구자로 자리매김하며 탄소 중립 목표 달성에 크게 기여하고 있습니다.

3. 변동하는 에너지원과의 호환성

태양광 및 풍력 발전과 같은 재생 에너지원의 간헐적이고 가변적인 특성에 대응하여, AEM 전기분해는 "지능형 심장"처럼 작용하여 에너지 공급 변동에 따라 수소 생산 속도를 동적으로 조절합니다. 불안정한 재생 에너지 발전과 효율적으로 통합되어 잉여 전력을 저장 가능한 수소 에너지로 변환합니다. 이러한 기능은 재생 에너지의 간헐성 문제를 해결하여 효과적인 에너지 저장 및 변환을 가능하게 합니다.