수소 생산을 위한 품질 보증 시스템

촉매층(Catalyst Layer) 코팅은 연료전지 제조 공정에서 가장 중요한 공정 중 하나입니다. 슬롯다이 코팅(Slot-Die Coating), 그라비어(Gravure), 데칼 전사(Decal Transfer) 등 어떤 코팅 방식을 사용하더라도 핵심 과제는 동일합니다. 촉매를 균일하게 도포하고, 코팅 가장자리의 정밀도를 확보하는 동시에 고가의 백금족 금속(PGM, Platinum Group Metals) 사용량을 최소화하는 것입니다. 핀홀(Pinhole), 코팅 두께 편차, 가장자리 결함과 같은 코팅 불량은 연료전지의 성능과 수명에 직접적인 영향을 미칩니다. BST COATINGControl은 코팅 위치와 품질을 실시간으로 모니터링하여 편차를 조기에 검출하고, 문제가 후속 공정으로 이어지기 전에 보정할 수 있도록 지원합니다.

BST의 웹 가이딩 시스템은 고속 생산 환경에서도 기재(Substrate)를 안정적으로 이송하며, **와인더 제어(Winder Control)**는 민감한 분리막 소재의 장력을 일정하게 유지합니다. 또한 iPQ-Surface ENERGY는 100% 전수 검사를 통해 입자, 스크래치, 코팅 이상을 검출하여 완성된 연료전지 셀의 품질에 영향을 줄 수 있는 결함을 사전에 방지합니다.

촉매 코팅막(CCM, Catalyst Coated Membrane)은 모든 PEM 연료전지의 전기화학적 핵심 구성요소입니다. CCM 생산 공정에서는 초박형 고분자 분리막의 양면에 양극(Anode)과 음극(Cathode) 촉매층을 정밀하게 정렬해야 합니다. 층간 정렬 오차가 발생하면 활성 면적이 감소하여 연료전지의 성능이 저하됩니다. 또한 열압착(Hot Pressing) 및 라미네이팅(Lamination) 공정은 더욱 높은 정밀도를 요구합니다. 민감한 분리막 구조를 손상시키지 않으면서 안정적으로 접합하기 위해서는 온도와 압력을 정밀하게 제어해야 합니다. BST의 웹가이딩 및 와인더 제어 시스템은 층간 정렬(Layer-to-Layer Registration)에 필요한 높은 위치 정밀도를 제공합니다. 또한 치수 측정 시스템(Dimensional Measurement)은 기하학적 정밀도를 실시간으로 검증하며, iPQ-Surface ENERGY는 양면의 표면 결함과 오염을 100% 검사하여 분리막의 무결성(Integrity)을 안정적으로 유지할 수 있도록 지원합니다.

서브가스켓(Subgasket)은 CCM의 활성 영역(Active Area)을 규정하고 보호하는 동시에, 스택 조립에 필요한 씰링(Sealing) 면을 형성하는 역할을 합니다. 따라서 서브가스켓을 정확한 위치에 부착하는 것이 매우 중요합니다. 서브가스켓와 활성 영역 사이에 틈이나 겹침이 발생하면 가스 누설, 분리막 열화 또는 연료전지 성능 저하로 이어질 수 있습니다. 최신 연료전지 생산에서는 서브가스켓 부착 공정에 롤투롤(Roll-to-Roll) 방식을 적용하고 있으며, 이를 위해서는 소재 위치와 라미네이팅 정밀도를 엄격하게 제어해야 합니다. BST의 웹가이딩 시스템은 소재를 정확한 위치로 이송하며, 와인더 제어 시스템은 장력 변동으로 인한 기재(Substrate)의 신장이나 변형을 방지합니다. 또한 CELLInspection 및 iPQ-Surface ENERGY는 서브가스켓의 부착 위치, 접착 불량, 이물 입자 등을 종합적으로 검사하여 품질을 검증합니다. 마지막으로 **치수 측정 시스템(Dimensional Measurement)**은 서브가스켓이 부착된 모든 CCM이 규격을 충족하는지 확인한 후 최종 조립 공정으로 이송될 수 있도록 지원합니다.

최종 조립 단계에서는 서브가스켓이 부착된 CCM과 기체확산층(GDL, Gas Diffusion Layer)을 결합하여 완전한 막전극접합체(MEA)를 구성합니다. 이 다층 적층 구조에서는 매우 높은 정밀도가 요구됩니다. 활성 영역 전체에서 균일한 가스 분포와 안정적인 전기적 접촉을 확보하기 위해 각 층은 정확한 위치에 정밀하게 정렬되어야 합니다. BST는 Master/Slave 제어와 Offset Correction 기능을 갖춘 네트워크형 웹 가이딩 시스템을 통해 이러한 요구사항을 충족합니다. 이를 통해 투명, 반투명, 불투명 소재를 하나의 공정에서 정밀하게 정렬할 수 있습니다. 또한 BST SLITTINGControl은 최종 규격에 맞는 정밀한 슬리팅을 수행하며, iPQSurface ENERGY 및 CELLInspection은 모든 층의 표면 품질을 검사하고 결함을 검출합니다. 그 결과, 모든 생산 이력과 품질 데이터가 기록된 상태로 스택 조립에 바로 적용할 수 있는 고품질 MEA를 제공합니다.