포스코가 수소경제활성화에 대비해 철강신소재로 미래 친환경 모빌리티 시대를 준비하고 있다.

포스코는 수소전기차의 핵심부품인 금속분리판 소재에 사용되는 고내식·고전도 스테인리스강 Poss470FC을 독자개발해 세계 최초로 상용화에 성공했다.

통상 철강 소재가 강도와 연성을 동시에 구현하는 것이 어렵듯이 금속분리판의 내식성과 전도성의 확보는 상충되는 특성으로 인해 동시에 구현하기가 힘든 문제가 있었다.

포스코는 세계 최초로 초고내식 특성을 갖는 스테인리스강 Poss470FC를 개발 했을 뿐만 아니라, 높은 비용의 복잡한 코팅공정 없어도 우수한 내부식성 및 높은 전기전도성을 보유한 핵심 제조공정 기술을 개발했다.

포스코는 Poss470FC 개발을 통해 수소전기차 핵심소재의 혁신적인 원가절감, 제조공정 단순화를 이룰 수 있게 됐다.

포스코는 2006년부터 수소전기차용 금속분리판 소재개발 프로젝트를 추진해, 2010년부터는 현대자동차와 공동으로 부품개발을 진행해 왔으며 2018년부터는 현대자동차의 양산 수소전기차 모델에 포스코 Poss470FC강을 적용하고 있다.

Poss470FC는 현대자동차 및 국내 연구기관의 내부식성, 전기전도성, 연료전지 내구성능에 관한 기초물성, 실차 내구성능 평가에서도 미국 에너지성(DOE)에서 2020년 수소전기차 상용화 목표를 상회하는 성능을 보였으며 장기 내구성(수송용 8000시간, 건물용 2만5000시간 이상)과 실차 내구성능(가혹 내구성능 포함)에서도 우수성이 검증되었다.

또한 2018년 5월에는 국제 스테인리스강 협회(ISSF, International Stainless Steel Forum)에서 선정하는 신기술상(New Technology Award) 부문에서 국제적으로 혁신적인 소재로 평가를 받아 금상을 수상하여 기술력을 인정받기도 했다.

수소전기차는 엔진격인 고분자 연료전지(PEMFC, Polymer Electrolyte Membrane Fuel Cell)가 수백장 적층된 연료전지 스택(Stack)에서 전기화학적 반응에 의하여 전기가 발생한다.

금속분리판은 연료전지 스택 내에서 전지 반응을 위한 △수소가스의 공급 통로, △발생한 전기를 집적하는 집전체, △연료전지 스택의 강성을 부여하는 핵심 역할을 한다.

자동차업계는 수소전기차 초기 개발단계에서는 카본계 분리판 소재를 사용하였으나, 충격에 약한 단점과 경량화 및 소형화의 한계로 인하여 금속분리판으로 전환이 이뤄졌다.

그러나 기존 금속분리판은 금속 소재에 높은 내부식성 및 전기전도성을 부여하기 위하여 금속분리판에 금이나 카본물질, 질화물 등의 코팅을 하다 보니 제조공정이 복잡해지고, 원가가 상승하는 문제, 대량 생산시 금속분리판 성능의 균일성 확보에 한계가 있어 수소전기차 상용화에 가장 큰 걸림돌로 여겨지고 있었다.

포스코가 세계 최초로 개발해 상용화한 Poss470FC는 향후 친환경차로 각광을 받고 있는 수소전기차의 높은 제조원가의 장벽을 낮춤으로써 수소전기차 보급 및 확대에 크게 기여할 것으로 전망된다.

한편 포스코는 수소전기차용 소재 외에도 발전용 연료전지분리판 특화강재도 2014년 선도개발을 완료해 미래의 수소경제 시대에 대비하고 있다.