LEAD는 SHPT와 협력하여 국내 최초의 MEA 롤 투 롤 고속 자동화 생산라인을 성공적으로 구축했습니다. 선진 연구개발 역량, 뛰어난 생산능력 및 효율적인 공급망 관리를 바탕으로 고객의 생산 돌파구를 마련하고, 조정 비용을 절감하며, 수소 연료 전지 산업 제조의 새로운 기준을 세우고 있습니다.
SHPT는 국내 연료 전지의 중요한 공급업체로, 연료 전지 전기 스택 및 시스템의 연구개발과 제조에 집중하고 있습니다. SHPT는 MEA부터 자동차 전체 전력 시스템까지의 완전한 자체 연구개발 능력을 갖추고 있으며, 이미 대규모 생산을 실현하여 중국의 수소 연료 전지 산업화에 중요한 역할을 하고 있습니다. SHPT의 핵심 제품은 연료 전지 전기 스택과 시스템이며, 혁신적인 “롤 투 롤 직접 코팅 방식”은 국제적으로 선도적인 MEA 제조 공정으로, 높은 자동화, 효율성, 저비용 및 우수한 성능 등의 장점을 가지고 있습니다.
기술 장벽 돌파
고효율 생산 실현
MEA의 핵심 기술은 오랫동안 해외에서 독점되어 왔으며, 이로 인해 연료 전지 생산 비용이 높아져 중국의 수소 연료 전지 산업화 과정에 심각한 장애가 되고 있습니다. SHPT는 MEA 생산라인을 구축하여 완전한 기술 개발 및 제조 능력을 확보하고 연료 전지 핵심 기술의 자주 통제를 실현하기로 결정했습니다. MEA는 핵심 부품으로, 그 성능은 연료 전지의 응용 효과에 직접적인 영향을 미치기 때문에 SHPT는 생산 장비에 대해 엄격한 정밀도 요구를 제시했습니다.
MEA 소재의 초박형 특성으로 인해 가공 과정에는 특별한 기술이 필요하며, 최종 제품의 완전성과 기능성을 보장해야 합니다. 또한, 통과 특성을 지닌 초박형 유연성 폴리머 기재의 고속 연속 조작은 제조 업계에서 인정받는 고난도 공정입니다. 이러한 기초 위에서 롤 투 롤 수준의 포장을 실현하여 상업적 응용 가치가 있는 MEA 최종 제품으로 만들기란 더욱 어려운 도전입니다.
사실 SHPT 이전에도 다양한 기술 방향의 MEA 생산라인이 존재했지만, SHPT는 새로운 생산라인이 기존의 혁신적인 롤 투 롤 직접 코팅 공정을 연결할 수 있을 뿐만 아니라, 높은 정밀도의 포장을 실현하고, 제품 양품율을 보장하면서 고속, 고효율 생산을 가능하게 하며, 기술 혁신 및 업그레이드 공간을 확보하여 생산 비용을 낮추고 시장 경쟁력을 높여야 한다고 생각했습니다.
LEAD의 맞춤형 포장 솔루션이 SHPT의 기술 전환을 지원
핵심 경쟁력 형성
앞공정이 중국 국내에서 처음으로 개발되었기 때문에 원재료의 전기화학적 특성과 물리적 특성이 아직 명확하지 않으므로 LEAD는 SHPT가 MEA 롤 투 롤의 고속 연속 생산 목표를 달성하고 생산 효율성과 비용의 이중 돌파구를 달성할 수 있도록 도와야 합니다. 이를 위해 LEAD팀은 재료과학, 기계역학, 전기화학 등 분야의 전문 인력을 선발하여 SHPT와 공동연구개발팀을 구성하여 기술적 특성을 심층 분석하고 공정 및 생산라인을 계획했습니다.
11개월의 노력 끝에, LEAD 팀은 초박형 유연성 폴리머 기재의 고속 연속 조작 난점을 성공적으로 극복하고, MEA 롤 투 롤 포장 단계에서 고정밀 생산을 실현했습니다.
지능형 장비의 힘으로 다방면에서 한계 돌파
자재 투입 단계에서 LEAD는 CCM 비동기 연속화 삼축 정렬 기술을 통해 다섯 가지를 하나로 결합하는 롤 투 시트 접합을 실현했습니다. 이어 레이저 노칭 기술과 스탬프 노칭 공정을 통합하여 절단 정밀도를 ±0.1mm로 제어하고, 버어 (크기)는 50μm 미만으로, 엣지 정렬 정밀도는 ±0.15mm에 도달했습니다. 포장 단계에서는 강철 벨트 열간 압연을 통해 최종적으로 7.5초의 단일 스테이션 택타임의 일곱 가지를 하나로 결합하는 연속 포장을 실현하여 생산 호환성과 효율성을 크게 향상시켰습니다.
상하류 협력으로 제조 능력의 새로운 기준 구축
슬러리 준비, 코팅, 일곱 층 제품 압합 언로딩까지, 지능형 자동화의 힘 덕분에 SHPT의 MEA 생산 라인은 현재 세계에서 가장 앞선 “인터미턴트” “롤 투 롤” 직접 코팅 흐름라인이 되었습니다. 이로써 연간 240만 시트의 MEA를 생산할 수 있게 되었으며, MEA의 “초고 생산능력”과 “전 자동화” 생산을 전면적으로 실현했습니다.
2021년 5월 28일, SHPT의 국내 최초 MEA 롤 투 롤 고속 자동화 생산라인이 공식적으로 가동되었습니다. 1년 이상의 실증 검증을 거쳐, 프로젝트 생산 라인은 원활하게 운영되며 효율적인 생산을 이루었고, 생산된 MEA는 균일성과 안정성 면에서 기대치를 초과했습니다. 이 성공은 MEA를 대표하는 중국의 수소 연료 전지 핵심 부품 생산이 지능형 제조의 행렬에 진입했음을 의미합니다.
현재, LEAD와 SHPT가 함께 구축한 국내 최초 MEA 롤 투 롤 고속 자동화 생산라인은 양산을 실현했으며, 국산 연료 전지 MEA의 생산 효율이 향상되었습니다.
SHPT 측은 LEAD가 생산라인 계획 단계에서 투입한 많은 심층 커뮤니케이션과 여러 차례의 기술 검증 덕분에 최종 성형된 포장 솔루션이 생산라인과 매우 일치하여 회사에 많은 커미셔닝 비용을 절감했다고 밝혔습니다.
이번 프로젝트의 탁월한 성과를 바탕으로 SHPT는 LEAD와 한층 더 다층적인 기술협력을 진행하기로 하고, LEAD와 지능형 제조 분야의 친밀한 파트너가 되고자 합니다. SHPT는 프로젝트 납품 후 1년 반 만에 LEAD와 전략적 제휴를 체결하고 산업 체인에서 각자의 기술, 채널, 시장, 브랜드 등의 우세를 발휘하고 수소 에너지 분야에서의 핵심 경쟁력과 기술 혁신 능력을 강화해 수소 산업 발전을 함께 추진할 것을 약속했습니다.
핵심 기술을 독자적으로 통제하는 것은 중국 연료 전지 산업 발전의 초석입니다. 수소 에너지와 연료 전지 산업의 발전은 상하류 산업의 높은 협력과 불가분의 관계입니다. 장비 공급업체로서 LEAD는 강력한 개발 능력을 통해 고객이 기술 전환을 달성하고 생산 및 제조 혁신을 달성하며 지능형 제조 역량을 사용하여 중국 에너지 혁명의 무한한 가능성을 촉진할 수 있도록 지원합니다.
