수소-산소발생기의 핵심 제조방법은 물 전기분해입니다. 작동 원리는 저-전압 직류를 사용하여 물(H2O)을 전기분해하여 수소와 산소의 혼합물(즉, 브라운 가스)을 생성하는 것입니다. 이 공정은 일반적으로 수산화칼륨(KOH)이나 수산화나트륨(NaOH)과 같은 전해질을 포함하는 전해조에서 수행되며, 전원 모듈, 전해조, 기-액체 분리 시스템 및 안전 제어 장치로 구성됩니다.
수소 생산을 위한 물 전기분해에는 주로 알칼리 전기분해(AE), 양성자 교환막 전기분해(PEME), 고체산화물 전기분해(SOE)가 있습니다. 이 중 SOE 기술은 증기 전기분해를 이용하고 고온에서 작동하며 이론적으로 에너지 효율이 가장 높지만 이 기술은 아직 실험실 연구개발 단계에 있다.
우리나라의 물전기분해기술의 산업적 응용은 AE를 주공법으로 하고 PEME를 보조공법으로 하는 것이 특징이다. 우리나라는 알칼리 전기분해(AE) 수소 생산 장비의 세계 시장에서 상당한 점유율을 차지하고 있습니다. 향후 재생에너지- 기반의 수소 생산을 위한 수전해 방식이 주류화될 것으로 예상됨에 따라, 알칼리 수전해 수소 생산 기술은 점차 대용량화를 향해 발전하고 있습니다. MW-급 PEME 수소 생산 장비는 현재 개발 중이며 1~2년 내 시장 출시가 예상된다.
AE 수소 생산 기술과 관련하여, 활성도가 높고 수명이 긴-수소 및 산소 진화 진화 촉매 전극, 새로운 높은-기체-저항성, 낮은-저항성 및 환경 친화적인 멤브레인 개발에 중점을 두고 있습니다. 전해조의 유동장 구조 설계 최적화; 제로-갭 전해조, 고압-압력 수소 생산 장비 및 대규모-재생 에너지 수소 생산 시스템을 개발합니다. PEME 수소 생산 기술은 고성능, 저-귀가-금속촉매, 고내구성 막전극, 국산화 양성자 교환막 개발에 중점을 두고 있습니다. MW{12}}수준의 시스템 통합 및 가스{13}}열 관리 기술을 연구하고 있습니다. 14차 5개년 계획 기간 동안에는 대용량 AE 수소 생산 기술의 실증 및 적용을 촉진하고 PEME 수소 생산 기술의 주요 과제를 해결하는 데 중점을 두고 두 기술의 통합 적용과 전기{18}}수소 시스템 실증을 강화하는 데 중점을 둘 것입니다.
수소 생산을 위한 물 전기분해는 1800년에 처음 실현된 오랜 역사를 가지고 있으며 최초의 산업용 전해조는 1902년에 등장했습니다. 현대 기술 개발의 주요 이정표는 다음과 같습니다. 1962년 DuPont의 양성자 교환막 개선; 1988년 NEL은 비석면 막 알칼리 전해조를 도입했습니다.- 그리고 21세기 이후 MW- 수준의 에너지 제품을 향한 PEM 전해조 기술 개발이 이루어졌습니다.
