세계의 양성자 교환막 전해조 시장 2024 : 기업, 종류, 용도, 시장예측

■ 영문 제목 : Global Proton Exchange Membrane Electroliser Market 2024 by Manufacturers, Regions, Type and Application, Forecast to 2030

Globalinforesearch가 발행한 조사보고서이며, 코드는 GIR2409H17349 입니다.■ 상품코드 : GIR2409H17349
■ 조사/발행회사 : Globalinforesearch
■ 발행일 : 2024년 9월
■ 페이지수 : 약100
■ 작성언어 : 영어
■ 보고서 형태 : PDF
■ 납품 방식 : E메일 (주문후 2-3일 소요)
■ 조사대상 지역 : 글로벌
■ 산업 분야 : 기계&장치
■ 판매가격 / 옵션 (부가세 10% 별도)
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■ 보고서 개요

조사회사 Global Info Research의 최신 조사에 따르면, 세계의 양성자 교환막 전해조 시장 규모는 2023년에 XXX백만 달러로 분석되었으며, 검토 기간 동안 xx%의 CAGR로 2030년까지 XXX백만 달러의 재조정된 규모로 성장이 예측됩니다.
Global Info Research 보고서에는 양성자 교환막 전해조 산업 체인 동향 개요, 제철소, 전자 및 태양광 발전, 공업용 가스, 수소 전기차 에너지 저장 및 연료 공급, PTG, 기타 응용분야 및 선진 및 개발 도상국의 주요 기업의 시장 현황, 양성자 교환막 전해조의 최첨단 기술, 특허, 최신 용도 및 시장 동향을 분석했습니다.

지역별로는 주요 지역의 양성자 교환막 전해조 시장을 분석합니다. 북미와 유럽은 정부 이니셔티브와 수요자 인식 제고에 힘입어 꾸준한 성장세를 보이고 있습니다. 아시아 태평양, 특히 중국은 탄탄한 내수 수요와 지원 정책, 강력한 제조 기반을 바탕으로 글로벌 양성자 교환막 전해조 시장을 주도하고 있습니다.

[주요 특징]

본 보고서는 양성자 교환막 전해조 시장에 대한 포괄적인 이해를 제공합니다. 본 보고서는 산업에 대한 전체적인 관점과 개별 구성 요소 및 이해 관계자에 대한 자세한 통찰력을 제공합니다. 본 보고서는 양성자 교환막 전해조 산업 내의 시장 역학, 동향, 과제 및 기회를 분석합니다. 또한, 거시적 관점에서 시장을 분석하는 것이 포함됩니다.

시장 규모 및 세분화: 본 보고서는 판매량, 매출 및 종류별 (예 : 소형, 중형, 대형)의 시장 점유율을 포함한 전체 시장 규모에 대한 데이터를 수집합니다.

산업 분석: 보고서는 정부 정책 및 규제, 기술 발전, 수요자 선호도, 시장 역학 등 광범위한 산업 동향을 분석합니다. 이 분석은 양성자 교환막 전해조 시장에 영향을 미치는 주요 동인과 과제를 이해하는데 도움이 됩니다.

지역 분석: 본 보고서에는 지역 또는 국가 단위로 양성자 교환막 전해조 시장을 조사하는 것이 포함됩니다. 보고서는 정부 인센티브, 인프라 개발, 경제 상황 및 수요자 행동과 같은 지역 요인을 분석하여 다양한 시장 내의 변화와 기회를 식별합니다.

시장 전망: 보고서는 수집된 데이터와 분석을 통해 양성자 교환막 전해조 시장에 대한 미래 전망 및 예측을 다룹니다. 여기에는 시장 성장률 추정, 시장 수요 예측, 새로운 트렌드 파악 등이 포함될 수 있습니다. 본 보고서에는 양성자 교환막 전해조에 대한 보다 세분화된 접근 방식도 포함됩니다.

기업 분석: 본 보고서는 양성자 교환막 전해조 제조업체, 공급업체 및 기타 관련 업계 플레이어를 다룹니다. 이 분석에는 재무 성과, 시장 포지셔닝, 제품 포트폴리오, 파트너십 및 전략에 대한 조사가 포함됩니다.

수요자 분석: 보고서는 양성자 교환막 전해조에 대한 수요자 행동, 선호도 및 태도에 대한 데이터를 다룹니다. 여기에는 설문 조사, 인터뷰 및 응용 분야별 (제철소, 전자 및 태양광 발전, 공업용 가스, 수소 전기차 에너지 저장 및 연료 공급, PTG, 기타)의 다양한 수요자 리뷰 및 피드백 분석이 포함될 수 있습니다.

기술 분석: 양성자 교환막 전해조과 관련된 특정 기술을 다루는 보고서입니다. 양성자 교환막 전해조 분야의 현재 상황 및 잠재적 미래 발전 가능성을 평가합니다.

경쟁 환경: 본 보고서는 개별 기업, 공급업체 및 수요업체를 분석하여 양성자 교환막 전해조 시장의 경쟁 환경에 대한 통찰력을 제공합니다. 이 분석은 시장 점유율, 경쟁 우위 및 업계 플레이어 간의 차별화 가능성을 이해하는 데 도움이 됩니다.

시장 검증: 본 보고서에는 설문 조사, 인터뷰 및 포커스 그룹과 같은 주요 조사를 통해 결과 및 예측을 검증하는 작업이 포함됩니다.

[시장 세분화]

양성자 교환막 전해조 시장은 종류 및 용도별로 나뉩니다. 2019-2030년 기간 동안 세그먼트 간의 시장규모에 대한 정확한 계산 및 예측을 볼륨 및 금액 측면에서 제공합니다.

종류별 시장 세그먼트
– 소형, 중형, 대형

용도별 시장 세그먼트
– 제철소, 전자 및 태양광 발전, 공업용 가스, 수소 전기차 에너지 저장 및 연료 공급, PTG, 기타

주요 대상 기업
– Proton On-Site、 Hydrogenics、 Siemens、 Areva H2ge、 Toshiba、 Kobelco Eco-Solutions、 ITM Power、 Shandong Saksay Hydrogen Energy

지역 분석은 다음을 포함합니다.
– 북미 (미국, 캐나다, 멕시코)
– 유럽 (독일, 프랑스, 영국, 러시아, 이탈리아)
– 아시아 태평양 (중국, 일본, 한국, 인도, 동남아시아, 호주)
– 남미 (브라질, 아르헨티나, 콜롬비아)
– 중동 및 아프리카 (사우디아라비아, 아랍에미리트, 이집트, 남아프리카공화국)

본 조사 보고서는 아래 항목으로 구성되어 있습니다.

– 양성자 교환막 전해조 제품 범위, 시장 개요, 시장 추정, 주의 사항 및 기준 연도를 설명합니다.
– 2019년부터 2024년까지 양성자 교환막 전해조의 가격, 판매량, 매출 및 세계 시장 점유율과 함께 양성자 교환막 전해조의 주요 제조업체를 프로파일링합니다.
– 양성자 교환막 전해조 경쟁 상황, 판매량, 매출 및 주요 제조업체의 글로벌 시장 점유율이 상세하게 분석 됩니다.
– 양성자 교환막 전해조 상세 데이터는 2019년부터 2030년까지 지역별 판매량, 소비금액 및 성장성을 보여주기 위해 지역 레벨로 표시됩니다.
– 2019년부터 2030년까지 판매량 시장 점유율 및 성장률을 종류별, 용도별로 분류합니다.
– 2017년부터 2023년까지 세계 주요 국가의 판매량, 소비금액 및 시장 점유율과 함께 국가 레벨로 판매 데이터를 분류하고, 2025년부터 2030년까지 판매량 및 매출과 함께 지역, 종류 및 용도별로 양성자 교환막 전해조 시장 예측을 수행합니다.
– 시장 역학, 성장요인, 저해요인, 동향 및 포터의 다섯 가지 힘 분석.
– 주요 원자재 및 주요 공급 업체, 양성자 교환막 전해조의 산업 체인.
– 양성자 교환막 전해조 판매 채널, 유통 업체, 고객(수요기업), 조사 결과 및 결론을 설명합니다.

※납품 보고서의 구성항목 및 내용은 본 페이지에 기재된 내용과 다를 수 있습니다. 보고서 주문 전에 당사에 보고서 샘플을 요청해서 구성항목 및 기재 내용을 반드시 확인하시길 바랍니다. 보고서 샘플에 없는 내용은 납품 드리는 보고서에도 포함되지 않습니다.

■ 보고서 목차

■ 시장 개요
양성자 교환막 전해조의 제품 개요 및 범위
시장 추정, 주의 사항 및 기준 연도
종류별 시장 분석
– 세계의 종류별 양성자 교환막 전해조 소비 금액 (2019 VS 2023 VS 2030)
– 소형, 중형, 대형
용도별 시장 분석
– 세계의 용도별 양성자 교환막 전해조 소비 금액 (2019 VS 2023 VS 2030)
– 제철소, 전자 및 태양광 발전, 공업용 가스, 수소 전기차 에너지 저장 및 연료 공급, PTG, 기타
세계의 양성자 교환막 전해조 시장 규모 및 예측
– 세계의 양성자 교환막 전해조 소비 금액 (2019 VS 2023 VS 2030)
– 세계의 양성자 교환막 전해조 판매량 (2019-2030)
– 세계의 양성자 교환막 전해조 평균 가격 (2019-2030)

■ 제조업체 프로필
Proton On-Site、 Hydrogenics、 Siemens、 Areva H2ge、 Toshiba、 Kobelco Eco-Solutions、 ITM Power、 Shandong Saksay Hydrogen Energy

Proton On-Site
Proton On-Site 세부 정보
Proton On-Site 주요 사업
Proton On-Site 양성자 교환막 전해조 제품 및 서비스
Proton On-Site 양성자 교환막 전해조 판매량, 평균 가격, 매출, 총 마진 및 시장 점유율 (2019-2024)
Proton On-Site 최근 동향/뉴스

Hydrogenics
Hydrogenics 세부 정보
Hydrogenics 주요 사업
Hydrogenics 양성자 교환막 전해조 제품 및 서비스
Hydrogenics 양성자 교환막 전해조 판매량, 평균 가격, 매출, 총 마진 및 시장 점유율 (2019-2024)
Hydrogenics 최근 동향/뉴스

Siemens
Siemens 세부 정보
Siemens 주요 사업
Siemens 양성자 교환막 전해조 제품 및 서비스
Siemens 양성자 교환막 전해조 판매량, 평균 가격, 매출, 총 마진 및 시장 점유율 (2019-2024)
Siemens 최근 동향/뉴스

■ 제조업체간 경쟁 환경
제조업체별 글로벌 양성자 교환막 전해조 판매량 (2019-2024)
제조업체별 글로벌 양성자 교환막 전해조 매출 (2019-2024)
제조업체별 글로벌 양성자 교환막 전해조 평균 가격 (2019-2024)
시장 점유율 분석 (2023년)
양성자 교환막 전해조 시장: 전체 기업 풋프린트 분석
– 양성자 교환막 전해조 시장: 지역 풋프린트
– 양성자 교환막 전해조 시장: 기업 제품 종류 풋프린트
– 양성자 교환막 전해조 시장: 기업 제품 용도 풋프린트
신규 시장 진입자 및 시장 진입 장벽
합병, 인수, 계약 및 협업 동향

■ 지역별 소비 분석
지역별 양성자 교환막 전해조 시장 규모
– 지역별 양성자 교환막 전해조 판매량 (2019-2030)
– 지역별 양성자 교환막 전해조 소비 금액 (2019-2030)
– 지역별 양성자 교환막 전해조 평균 가격 (2019-2030)
북미 양성자 교환막 전해조 소비 금액 (2019-2030)
유럽 양성자 교환막 전해조 소비 금액 (2019-2030)
아시아 태평양 양성자 교환막 전해조 소비 금액 (2019-2030)
남미 양성자 교환막 전해조 소비 금액 (2019-2030)
중동 및 아프리카 양성자 교환막 전해조 소비 금액 (2019-2030)

■ 종류별 시장 세분화
종류별 글로벌 양성자 교환막 전해조 판매량 (2019-2030)
종류별 글로벌 양성자 교환막 전해조 소비 금액 (2019-2030)
종류별 글로벌 양성자 교환막 전해조 평균 가격 (2019-2030)

■ 용도별 시장 세분화
용도별 글로벌 양성자 교환막 전해조 판매량 (2019-2030)
용도별 글로벌 양성자 교환막 전해조 소비 금액 (2019-2030)
용도별 글로벌 양성자 교환막 전해조 평균 가격 (2019-2030)

■ 북미
북미 양성자 교환막 전해조 종류별 판매량 (2019-2030)
북미 양성자 교환막 전해조 용도별 판매량 (2019-2030)
북미 국가별 양성자 교환막 전해조 시장 규모
– 북미 양성자 교환막 전해조 국가별 판매량 (2019-2030)
– 북미 양성자 교환막 전해조 국가별 소비 금액 (2019-2030)
– 미국 시장 규모 및 예측 (2019-2030)
– 캐나다 시장 규모 및 예측 (2019-2030)
– 멕시코 시장 규모 및 예측 (2019-2030)

■ 유럽
유럽 양성자 교환막 전해조 종류별 판매량 (2019-2030)
유럽 양성자 교환막 전해조 용도별 판매량 (2019-2030)
유럽 국가별 양성자 교환막 전해조 시장 규모
– 유럽 국가별 양성자 교환막 전해조 판매량 (2019-2030)
– 유럽 국가별 양성자 교환막 전해조 소비 금액 (2019-2030)
– 독일 시장 규모 및 예측 (2019-2030)
– 프랑스 시장 규모 및 예측 (2019-2030)
– 영국 시장 규모 및 예측 (2019-2030)
– 러시아 시장 규모 및 예측 (2019-2030)
– 이탈리아 시장 규모 및 예측 (2019-2030)

■ 아시아 태평양
아시아 태평양 양성자 교환막 전해조 종류별 판매량 (2019-2030)
아시아 태평양 양성자 교환막 전해조 용도별 판매량 (2019-2030)
아시아 태평양 지역별 양성자 교환막 전해조 시장 규모
– 아시아 태평양 지역별 양성자 교환막 전해조 판매량 (2019-2030)
– 아시아 태평양 지역별 양성자 교환막 전해조 소비 금액 (2019-2030)
– 중국 시장 규모 및 예측 (2019-2030)
– 일본 시장 규모 및 예측 (2019-2030)
– 한국 시장 규모 및 예측 (2019-2030)
– 인도 시장 규모 및 예측 (2019-2030)
– 동남아시아 시장 규모 및 예측 (2019-2030)
– 호주 시장 규모 및 예측 (2019-2030)

■ 남미
남미 양성자 교환막 전해조 종류별 판매량 (2019-2030)
남미 양성자 교환막 전해조 용도별 판매량 (2019-2030)
남미 국가별 양성자 교환막 전해조 시장 규모
– 남미 국가별 양성자 교환막 전해조 판매량 (2019-2030)
– 남미 국가별 양성자 교환막 전해조 소비 금액 (2019-2030)
– 브라질 시장 규모 및 예측 (2019-2030)
– 아르헨티나 시장 규모 및 예측 (2019-2030)

■ 중동 및 아프리카
중동 및 아프리카 양성자 교환막 전해조 종류별 판매량 (2019-2030)
중동 및 아프리카 양성자 교환막 전해조 용도별 판매량 (2019-2030)
중동 및 아프리카 국가별 양성자 교환막 전해조 시장 규모
– 중동 및 아프리카 국가별 양성자 교환막 전해조 판매량 (2019-2030)
– 중동 및 아프리카 국가별 양성자 교환막 전해조 소비 금액 (2019-2030)
– 터키 시장 규모 및 예측 (2019-2030)
– 이집트 시장 규모 및 예측 (2019-2030)
– 사우디 아라비아 시장 규모 및 예측 (2019-2030)
– 남아프리카 시장 규모 및 예측 (2019-2030)

■ 시장 역학
양성자 교환막 전해조 시장 성장요인
양성자 교환막 전해조 시장 제약요인
양성자 교환막 전해조 동향 분석
포터의 다섯 가지 힘 분석
– 신규 진입자의 위협
– 공급자의 교섭력
– 구매자의 교섭력
– 대체품의 위협
– 경쟁기업간 경쟁강도

■ 원자재 및 산업 체인
양성자 교환막 전해조의 원자재 및 주요 제조업체
양성자 교환막 전해조의 제조 비용 비율
양성자 교환막 전해조 생산 공정
양성자 교환막 전해조 산업 체인

■ 유통 채널별 출하량
판매 채널
– 최종 사용자에 직접 판매
– 유통 업체
양성자 교환막 전해조 일반 유통 업체
양성자 교환막 전해조 일반 수요 고객

■ 조사 결과

[그림 목록]

- 양성자 교환막 전해조 이미지
- 종류별 세계의 양성자 교환막 전해조 소비 금액 (2019 & 2023 & 2030)
- 2023년 종류별 세계의 양성자 교환막 전해조 소비 금액 시장 점유율
- 용도별 세계의 양성자 교환막 전해조 소비 금액 (2019 & 2023 & 2030)
- 2023년 용도별 세계의 양성자 교환막 전해조 소비 금액 시장 점유율
- 세계의 양성자 교환막 전해조 소비 금액 (2019 & 2023 & 2030)
- 세계의 양성자 교환막 전해조 소비 금액 및 예측 (2019-2030)
- 세계의 양성자 교환막 전해조 판매량 (2019-2030)
- 세계의 양성자 교환막 전해조 평균 가격 (2019-2030)
- 2023년 제조업체별 세계의 양성자 교환막 전해조 판매량 시장 점유율
- 2023년 제조업체별 세계의 양성자 교환막 전해조 소비 금액 시장 점유율
- 2023년 상위 3개 양성자 교환막 전해조 제조업체(소비 금액) 시장 점유율
- 2023년 상위 6개 양성자 교환막 전해조 제조업체(소비 금액) 시장 점유율
- 지역별 양성자 교환막 전해조 판매량 시장 점유율
- 지역별 양성자 교환막 전해조 소비 금액 시장 점유율
- 북미 양성자 교환막 전해조 소비 금액
- 유럽 양성자 교환막 전해조 소비 금액
- 아시아 태평양 양성자 교환막 전해조 소비 금액
- 남미 양성자 교환막 전해조 소비 금액
- 중동 및 아프리카 양성자 교환막 전해조 소비 금액
- 세계의 종류별 양성자 교환막 전해조 판매량 시장 점유율
- 세계의 종류별 양성자 교환막 전해조 소비 금액 시장 점유율
- 세계의 종류별 양성자 교환막 전해조 평균 가격
- 세계의 용도별 양성자 교환막 전해조 판매량 시장 점유율
- 세계의 용도별 양성자 교환막 전해조 소비 금액 시장 점유율
- 세계의 용도별 양성자 교환막 전해조 평균 가격
- 북미 양성자 교환막 전해조 종류별 판매량 시장 점유율
- 북미 양성자 교환막 전해조 용도별 판매 수량 시장 점유율
- 북미 양성자 교환막 전해조 국가별 판매 수량 시장 점유율
- 북미 양성자 교환막 전해조 국가별 소비 금액 시장 점유율
- 미국 양성자 교환막 전해조 소비 금액 및 성장률
- 캐나다 양성자 교환막 전해조 소비 금액 및 성장률
- 멕시코 양성자 교환막 전해조 소비 금액 및 성장률
- 유럽 양성자 교환막 전해조 종류별 판매량 시장 점유율
- 유럽 양성자 교환막 전해조 용도별 판매량 시장 점유율
- 유럽 양성자 교환막 전해조 국가별 판매량 시장 점유율
- 유럽 양성자 교환막 전해조 국가별 소비 금액 시장 점유율
- 독일 양성자 교환막 전해조 소비 금액 및 성장률
- 프랑스 양성자 교환막 전해조 소비 금액 및 성장률
- 영국 양성자 교환막 전해조 소비 금액 및 성장률
- 러시아 양성자 교환막 전해조 소비 금액 및 성장률
- 이탈리아 양성자 교환막 전해조 소비 금액 및 성장률
- 아시아 태평양 양성자 교환막 전해조 종류별 판매량 시장 점유율
- 아시아 태평양 양성자 교환막 전해조 용도별 판매량 시장 점유율
- 아시아 태평양 양성자 교환막 전해조 지역별 판매 수량 시장 점유율
- 아시아 태평양 양성자 교환막 전해조 지역별 소비 금액 시장 점유율
- 중국 양성자 교환막 전해조 소비 금액 및 성장률
- 일본 양성자 교환막 전해조 소비 금액 및 성장률
- 한국 양성자 교환막 전해조 소비 금액 및 성장률
- 인도 양성자 교환막 전해조 소비 금액 및 성장률
- 동남아시아 양성자 교환막 전해조 소비 금액 및 성장률
- 호주 양성자 교환막 전해조 소비 금액 및 성장률
- 남미 양성자 교환막 전해조 종류별 판매량 시장 점유율
- 남미 양성자 교환막 전해조 용도별 판매량 시장 점유율
- 남미 양성자 교환막 전해조 국가별 판매 수량 시장 점유율
- 남미 양성자 교환막 전해조 국가별 소비 금액 시장 점유율
- 브라질 양성자 교환막 전해조 소비 금액 및 성장률
- 아르헨티나 양성자 교환막 전해조 소비 금액 및 성장률
- 중동 및 아프리카 양성자 교환막 전해조 종류별 판매량 시장 점유율
- 중동 및 아프리카 양성자 교환막 전해조 용도별 판매량 시장 점유율
- 중동 및 아프리카 양성자 교환막 전해조 지역별 판매량 시장 점유율
- 중동 및 아프리카 양성자 교환막 전해조 지역별 소비 금액 시장 점유율
- 터키 양성자 교환막 전해조 소비 금액 및 성장률
- 이집트 양성자 교환막 전해조 소비 금액 및 성장률
- 사우디 아라비아 양성자 교환막 전해조 소비 금액 및 성장률
- 남아프리카 공화국 양성자 교환막 전해조 소비 금액 및 성장률
- 양성자 교환막 전해조 시장 성장 요인
- 양성자 교환막 전해조 시장 제약 요인
- 양성자 교환막 전해조 시장 동향
- 포터의 다섯 가지 힘 분석
- 2023년 양성자 교환막 전해조의 제조 비용 구조 분석
- 양성자 교환막 전해조의 제조 공정 분석
- 양성자 교환막 전해조 산업 체인
- 직접 채널 장단점
- 간접 채널 장단점
- 방법론
- 조사 프로세스 및 데이터 소스

※납품 보고서의 구성항목 및 내용은 본 페이지에 기재된 내용과 다를 수 있습니다. 보고서 주문 전에 당사에 보고서 샘플을 요청해서 구성항목 및 기재 내용을 반드시 확인하시길 바랍니다. 보고서 샘플에 없는 내용은 납품 드리는 보고서에도 포함되지 않습니다.
※참고 정보

양성자 교환막 전해조는 물을 전기분해하여 수소와 산소를 생산하는 장치로, 핵심적인 부분은 양성자 교환막(Proton Exchange Membrane, PEM)입니다. 이 막은 고체 전해질로서 양성자(H+)만을 통과시키고 전자나 물 분자는 통과시키지 않는 특성을 가지고 있습니다. 이러한 양성자 이동 특성을 활용하여 물을 전기화학적으로 분해하는 것이 PEM 전해조의 기본 원리입니다.

PEM 전해조의 작동 방식은 다음과 같습니다. 전해조는 양극(anode)과 음극(cathode), 그리고 그 사이에 위치한 PEM으로 구성됩니다. 양극에서는 물이 산화되어 산소 가스, 양성자, 그리고 전자를 생성합니다. 이 반응식은 일반적으로 다음과 같습니다.

$2text{H}_2text{O} rightarrow text{O}_2 + 4text{H}^+ + 4text{e}^-$

생성된 양성자는 PEM을 통해 음극으로 이동합니다. PEM은 양성자 전도체로서 이 역할을 수행하며, 막 자체는 물 분자를 포함하여 양성자를 용매화하여 이동시킵니다. 반면, 전자는 외부 회로를 통해 음극으로 이동합니다.

음극에서는 양극에서 이동해 온 양성자와 외부 회로를 통해 공급된 전자가 반응하여 수소 가스를 생성합니다. 이 반응식은 다음과 같습니다.

$4text{H}^+ + 4text{e}^- rightarrow 2text{H}_2$

결과적으로 PEM 전해조는 물을 전기분해하여 순도 높은 수소 가스와 산소 가스를 얻을 수 있습니다. PEM 전해조의 가장 큰 특징 중 하나는 시스템이 컴팩트하고 반응 속도가 빠르다는 것입니다. 또한, 끓는점이 낮은 물을 전해질로 사용하기 때문에 낮은 온도에서도 효율적으로 작동할 수 있으며, 알칼리 전해조와 달리 부식성이 강한 전해질을 사용하지 않아 재료 선택의 폭이 넓고 유지보수가 용이하다는 장점을 가지고 있습니다. 더욱이, 운전 압력을 높일 경우 수소 생산 압력을 높일 수 있어 후단 압축 설비의 부담을 줄일 수 있다는 점도 실용적인 측면에서 중요합니다. 이러한 특징들은 PEM 전해조가 신재생 에너지 기반의 그린 수소 생산에 매우 적합한 기술로 주목받는 이유입니다.

PEM 전해조는 전극 촉매의 종류에 따라 크게 두 가지로 분류할 수 있습니다. 첫 번째는 귀금속 촉매를 사용하는 방식입니다. 현재까지 가장 널리 연구되고 상용화된 PEM 전해조는 귀금속인 백금(Pt)과 이리듐(Ir)을 촉매로 사용하는 것입니다. 백금은 음극에서 수소 발생 반응(HER)에 효율적인 촉매로 작용하며, 이리듐은 양극에서 산소 발생 반응(OER)에 효과적인 촉매로 사용됩니다. 이러한 귀금속 촉매는 높은 활성도와 안정성을 제공하지만, 가격이 비싸다는 단점이 있습니다. 따라서 귀금속 촉매의 사용량을 줄이거나 대체할 수 있는 비귀금속 촉매 개발에 대한 연구가 활발히 진행되고 있습니다.

두 번째는 비귀금속 촉매를 사용하는 방식입니다. 비귀금속 촉매는 니켈(Ni), 철(Fe), 코발트(Co) 등의 전이 금속이나 탄소 기반 물질을 활용하여 개발됩니다. 예를 들어, 니켈 기반 촉매는 수소 발생 반응에 좋은 성능을 보이며, 망간(Mn), 철(Fe), 코발트(Co) 산화물이나 황화물 등은 산소 발생 반응에 대한 연구가 진행되고 있습니다. 비귀금속 촉매는 가격 경쟁력이 높다는 장점을 가지지만, 귀금속 촉매에 비해 활성도나 안정성이 떨어지는 경우가 많아 촉매 성능 향상을 위한 노력이 지속적으로 이루어지고 있습니다. 또한, 특정 비귀금속 촉매는 특정한 반응(예: HER 또는 OER)에만 적합한 경우가 있어, 전극의 양측에 서로 다른 비귀금속 촉매를 적용하거나 복합 촉매를 개발하는 연구도 이루어지고 있습니다.

PEM 전해조는 다양한 분야에서 활용될 수 있는 잠재력을 가지고 있습니다. 가장 대표적인 용도는 신재생 에너지 통합형 수소 생산입니다. 태양광이나 풍력과 같이 간헐적인 신재생 에너지로 생산된 전력을 이용하여 물을 전기분해하면 탄소 배출 없이 그린 수소를 생산할 수 있습니다. 이렇게 생산된 그린 수소는 에너지 저장, 운송, 산업용 연료, 연료전지 자동차 등의 연료로 사용될 수 있습니다. 또한, 수소는 암모니아 생산, 메탄올 생산 등 다양한 화학 산업 공정의 원료로도 사용됩니다.

산업 공정에서의 활용도 주목받고 있습니다. 고순도 수소가 필요한 화학 공정, 전자 산업 등에서 현장에서 직접 수소를 생산하여 공급하는 데 PEM 전해조가 사용될 수 있습니다. 이는 외부에서 수소를 운송하고 저장하는 데 따른 비용과 위험을 줄여줄 수 있습니다. 또한, 고압 수소 생산이 가능한 PEM 전해조는 수소 충전소 등 수소 저장 및 운송 인프라 구축에 기여할 수 있습니다.

PEM 전해조와 관련된 주요 기술로는 다음과 같은 것들이 있습니다. 첫째, 막 전극 집합체(Membrane Electrode Assembly, MEA) 기술입니다. MEA는 PEM을 중심으로 양극과 음극 촉매층, 그리고 기체 확산층(Gas Diffusion Layer, GDL)을 접합한 핵심 부품입니다. MEA의 성능은 전해조의 전체 효율과 수명에 결정적인 영향을 미치므로, 고성능 촉매 개발뿐만 아니라 촉매층과 막의 접합 기술, GDL의 기체 배출 및 물 공급 능력 향상 등 MEA 구성 요소 전반에 대한 기술 개발이 중요합니다.

둘째, 촉매 기술입니다. 앞서 언급했듯이, 귀금속 촉매의 사용량을 최소화하고 비귀금속 촉매의 성능을 향상시키는 것이 중요한 연구 과제입니다. 이를 위해 나노 입자 촉매, 코어-쉘 구조 촉매, 금속 유기 골격체(MOF) 기반 촉매 등 다양한 형태와 조성의 촉매 개발이 이루어지고 있습니다. 촉매의 입자 크기, 표면적, 활성점 밀도 등을 제어하여 촉매 효율을 극대화하는 나노 기술도 중요하게 적용됩니다.

셋째, 시스템 설계 및 최적화 기술입니다. PEM 전해조 스택의 효율적인 설계, 전류 분포 균일화, 열 관리, 습도 제어 등은 장치 전반의 성능과 안정성을 좌우합니다. 고전류 밀도에서도 안정적으로 작동하는 스택 설계, 효율적인 물 공급 및 관리 시스템, 그리고 시스템 통합 및 제어 기술 개발은 상용화를 위해 필수적입니다. 또한, 스택의 수명 연장을 위한 운전 조건 최적화 및 내구성 향상 기술도 중요합니다.

넷째, 막 소재 기술입니다. PEM은 양성자 전도, 기체 격리, 기계적 강성 등 다양한 요구 사항을 만족해야 합니다. 현재 주로 사용되는 PEM 소재는 술폰화 폴리에테르에테르케톤(SPEEK)과 같은 과불소화 고분자 전해질 막으로, 높은 양성자 전도도와 화학적 안정성을 제공하지만 고온에서는 성능이 저하될 수 있습니다. 따라서 고온에서도 안정적인 양성자 전도도를 유지하고, 내구성 및 가격 경쟁력을 갖춘 새로운 막 소재 개발에 대한 연구도 진행되고 있습니다. 또한, 막 자체의 양성자 전도도를 높이기 위해 나노 입자나 기능성 그룹을 도입하는 연구도 이루어지고 있습니다.

다섯째, 전력 변환 및 제어 기술입니다. PEM 전해조는 직류 전원을 사용하므로, 신재생 에너지원이나 그리드 전력과의 연계를 위해 고효율의 전력 변환 및 제어 시스템이 필요합니다. 특히, 신재생 에너지원의 변동성에 대응하여 전해조를 안정적으로 구동하기 위한 전력 전자 기술 및 지능형 제어 시스템 개발이 중요합니다. 이러한 기술은 시스템의 전체 효율을 높이고 수명 연장에도 기여합니다.

결론적으로, 양성자 교환막 전해조는 높은 효율성, 컴팩트한 시스템, 빠른 응답 속도 등 여러 장점을 바탕으로 친환경 수소 생산의 핵심 기술로 자리매김하고 있습니다. 지속적인 기술 개발을 통해 촉매 성능 향상, 막 소재 개선, 시스템 효율 최적화 등이 이루어진다면, PEM 전해조는 에너지 전환 시대를 선도하는 중요한 역할을 수행할 것으로 기대됩니다.
※본 조사보고서 [세계의 양성자 교환막 전해조 시장 2024 : 기업, 종류, 용도, 시장예측] (코드 : GIR2409H17349) 판매에 관한 면책사항을 반드시 확인하세요.
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