음극 밀봉 공랭 연료 전지 스택의 부상

캐소드 폐쇄형 공랭식 스택의 "파열"이 다가오고 있습니다. 관광버스, 지게차, 무인 항공기(UAV), 이륜차 등 저전력 응용 분야가 점차 확대됨에 따라, 공랭식 스택은 점차 주류 연료전지 응용 분야의 비전으로 자리 잡았습니다. 우수한 환경 적응성, 내구성, 간편한 유지보수라는 장점을 가진 캐소드 폐쇄형 공랭식 스택은 공랭식 연료전지 기술 분야에서 많은 주목을 받으며 주목을 받고 있습니다.

음극 폐쇄형 공랭 스택의 기술적 특성 및 적용 현황

공랭식 스택 구조적 특성에 따라 캐소드 개방형과 캐소드 폐쇄형 두 가지 유형으로 나눌 수 있습니다. 그중 개방형 캐소드 공랭식 스택은 캐소드가 환경에 직접 노출되고, 팬과 같은 장치를 통해 주변 공기가 스택 내부로 유입됩니다. 공기는 반응 가스 공급원과 방열 매체 역할을 모두 합니다.

캐소드 폐쇄형 공랭식 스택은 캐소드가 환경과 직접 접촉하지 않고 공기 공급과 방열이 별도로 이루어진다는 특징이 있습니다. 반응에 필요한 산소를 공급하기 위해 일반적으로 블로워나 공기 압축기와 같은 전용 공기 공급 시스템이 필요하며, 스택 작동 중 발생하는 열을 제거하기 위해 별도의 방열 시스템이 사용됩니다.

개방형 캐소드 공랭식 스택과 비교했을 때, 캐소드 폐쇄형 공랭식 스택은 독립적인 공기 공급 및 방열 방식으로 인해 온도, 습도, 대기 질 등 환경 요인의 영향을 덜 받습니다. 또한, 오염된 공기가 연료 전지의 수명에 미치는 악영향을 어느 정도 방지하여 내구성을 높이고 수명을 연장할 수 있습니다.

"캐소드 폐쇄형 공랭식 스택의 성능은 공급되는 공기를 균일하게 분배하는 가스 채널과 매니폴드의 설계에 크게 좌우됩니다."라고 국내 스택 기업의 기술 이사는 말했습니다. 캐소드 폐쇄형 공랭식 스택은 압축기, 가습기, 공기 필터 등을 포함한 복잡한 공기 공급 서브시스템을 필요로 합니다. 이러한 구조는 주변 환경 조건, 특히 온도와 습도의 영향을 상대적으로 적게 받습니다.

물론, 캐소드 폐쇄형 공랭식 스택의 장점은 상대적으로 복잡한 구조에 기반하며, 이는 개방형 캐소드 공랭식 스택에 비해 상대적으로 높은 비용으로 이어집니다. 가오궁 수소 전력의 조사 결과에 따르면, 2025년 6월 기준 대량 조달을 전제로 한 개방형 캐소드 공랭식 연료전지의 가격은 일반적으로 4,000위안/kW 이상이며, 캐소드 폐쇄형 공랭식 시스템의 가격은 이전보다 최소 30% 더 높습니다.

이 단계에서는 캐소드 폐쇄형 공랭식 스택이 고출력 밀도(1A/cm² 이상) 애플리케이션에 적합합니다. 이러한 애플리케이션 시나리오에는 연료 전지 보조 시스템(냉각, 공기 공급, 전처리 서브시스템)을 위한 충분한 공간이 필요하며, 일반적인 출력 범위는 2kW에서 100kW 사이입니다.

전반적으로 이 단계에서 연료 전지 산업은 상용차 및 승용차에 사용되는 고출력 수냉식 스택 시스템에서 소형 및 중출력 공랭식 스택 시스템으로 점차 확장되고 있습니다. 무인 항공기, 지게차, 이륜차 등에서 폐쇄형 공랭식 연료 전지의 시장 확대는 이제 막 시작되었습니다. 이 기술이 자체적인 장점을 활용하여 시장 점유율을 확대할 수 있을지는 아직 미지수입니다. 향후 기술 개발 동향의 관점에서, 폐쇄형 공랭식 스택에 대한 향후 연구는 전체 시스템의 복잡성, 기생 부하, 그리고 설치 공간을 줄이기 위한 지원 시스템 최소화와 최적의 성능을 달성하기 위한 시스템 관리 및 제어에 집중해야 합니다.