전기화학 계측기기 전문기업 위즈맥(Wizmac)이 1,000A급 연료전지 스택 EIS(전기화학 임피던스 분광법) 평가 시스템 구축과 현장 검증을 완료했다고 밝혔다. 업계에서는 대전류 기반 연료전지 진단 기술의 국산화 사례라는 점에서 관심을 보이고 있다.

위즈맥은 한국기계연구원 패밀리 기업이자 기업부설 전문연구사업자로, 전기화학 계측 기술을 기반으로 대전류 환경에서 운용 가능한 EIS 측정 시스템을 자체 개발해왔다.

EIS는 전기화학 시스템에 소진폭 교류 신호를 인가한 뒤 주파수별 임피던스 반응을 분석하는 비파괴 진단 기술이다. 연료전지 운전 중 내부 저항 변화와 전극 반응 특성, 물질 전달 상태 등을 분해 없이 분석할 수 있어 수소에너지 연구와 평가 분야에서 활용도가 높아지고 있다.

이번 시스템은 위즈맥의 자체 개발 임피던스 분석기 ‘WizEIS’와 대용량 양방향 전원공급장치를 결합한 구조로 설계됐다. 회사 측은 1,000A 이상의 실제 운전 환경에서도 스택 분해나 운전 중단 없이 측정이 가능하도록 구현했다고 설명했다.

특히 기존 상용 장비들이 수백 A 수준 측정에 머물렀던 것과 비교해 대전류 환경에서도 안정적인 측정이 가능하도록 한 점이 특징으로 꼽힌다.

대전류 환경에서는 인버터 스위칭 노이즈와 접촉 저항 변화, 열기전력 등 다양한 외란 요소가 발생하는데, 위즈맥은 FPGA 기반 고속 데이터 수집 기술과 DSP 디지털 동기 처리 방식을 적용해 신호 안정성을 확보했다고 밝혔다.

이를 통해 수십 μΩ부터 수십 mΩ 수준의 초미세 임피던스 측정이 가능하며, 10kHz부터 10mHz까지 넓은 주파수 대역을 지원한다.

또 멀티채널 기능을 통해 전체 연료전지 스택뿐 아니라 숏스택과 개별 셀 단위까지 실시간 분석이 가능하도록 구성됐다. 업계에서는 스택 내부 특정 구간의 성능 저하나 불균형 상태를 정밀하게 진단할 수 있다는 점에서 활용 가능성을 주목하고 있다.

최근 수소연료전지와 수전해 산업 확대에 따라 고출력 스택 진단 기술 수요도 빠르게 증가하는 분위기다. 특히 모빌리티용 연료전지와 대형 발전 시스템 분야에서는 실운전 기반 계측 데이터 확보 중요성이 커지고 있다는 분석이다.

위즈맥은 연구 목적과 현장 환경에 따라 전류 용량과 전압 범위, 측정 채널 수 등을 조정할 수 있는 맞춤형 커스터마이징 솔루션도 함께 제공하고 있다.

회사 관계자는 “이번 시스템은 연료전지뿐 아니라 수전해 셀 및 스택 평가까지 고려해 개발됐다”며 “수소 생산과 활용 전반에 적용 가능한 핵심 계측 솔루션으로 확대해 나갈 계획”이라고 밝혔다.

한편 위즈맥은 포텐시오스탯과 갈바노스탯, EIS 분석기, 배터리 충방전 시스템 등 전기화학 계측 장비를 자체 설계·제조하고 있으며, 수소에너지 및 모빌리티 분야 중심으로 기술 적용 범위를 확대하고 있다.

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