수소 기술을 위한 시험 솔루션
수소는 미래를 위한 이상적이고 유연한 에너지 운반체로 여겨져 한동안 화학 산업에서 원료 또는 연료로 사용되었습니다. 수소는 추구하는 에너지 전환의 기본 구성요소이기 때문에 산업, 교통, 전력, 열 부문에서 다양하게 사용할 수 있습니다. 재생 가능한 에너지원에서 생산하는 녹색 수소는 온실가스를 줄이고 기후 보호에 기여합니다.
가장 흔한 요소인 수소는 거의 무제한으로 사용할 수 있고 직접 사용할 수 있으며 기체나 액체 상태로 저장 및 운송할 수 있습니다. 수소는 에너지 밀도가 매우 높고 결합형으로 사용할 수 있어 매력적인 에너지 운반체지만 문제가 일부 존재하고 취급도 꽤 까다롭습니다.
수소는 밀도가 낮고 분자 단면도가 작아 고체 물질을 통해 쉽고 빠르게 확산됩니다. 금속 재료에서 이는 수소 취성을 유발하여 재료의 강도를 상당히 떨어뜨립니다. 기계적 재료 물성 시험은 장시간 수소의 영향을 받으며 안전하고 안정적으로 기능해야 하는 신물질의 특성 규명과 개발에서 중요한 요소입니다. 중요하며 안전에 필수적인 구성요소가 사용되는 분야는 다음과 같습니다.
- 수소 생산(예: 전해조)
- 수소 운송(예: 파이프, 밸브)
- 수소 저장(예: 액화 가스, 압력 용기)
- 에너지 전환(예: 연료 전지)
기계적 재료 물성 시험에는 초고압, 극저온의 상태로 매우 오랫동안 수소에 직접 노출되는 조건에서 신뢰할 수 있는 재료 물성값을 측정할 수 있는, 정밀하고 특수하게 조정된 시험 기술이 필요합니다.
다음 애플리케이션 예시를 통해 수소 산업의 까다로운 요구를 종합적으로 충족하고 재료와 부품의 추가 개발에 중요한 기여를 하는 ZwickRoell 시험 솔루션을 확인해 보세요.
리튬-이온 배터리 셀, 배터리 모듈, 배터리 팩용 시험 솔루션
리튬-이온 배터리 셀을 구성하는 여러 부품과 재료들은 다양한 기능 때문에 적용되는 하중도 다양합니다. 따라서 생산 분야에서 재료는 그러한 하중을 만족하기 위해 다양한 제조 단계 전반에 걸쳐 전기화학적, 열적, 기계적 응력을 받습니다. ZwickRoell은 모든 리튬-이온 배터리 셀, 배터리 모듈, 배터리 팩 요구사항을 만족하는 시험 솔루션을 제공합니다.
- 사용되는 재료는 알루미늄 및 동 필름으로 만든 전극 재료, 고분자 분리막(PE 또는 PP), 흑연 또는 티탄산염 전극 코팅, 리튬 금속 산화물 코팅, 알루미늄 기반 하우징(고체 하우징 또는 적층 포일) 등 다양합니다.
- 재료는 인장 응력, 버클링 저항, 균열 강도, 전단 강도, 밀폐 이음매 강도, 접착 강도, 뚫림 저항, 탄성, 온도 응력 또는 압축 강도의 측면에서 시험합니다. 또한 일부 부품은 단자의 전단력 또는 프리즘셀용 안전 밸브의 뚫림 저항과 같은 기능 시험이나 집전장치 용접 이음매 강도에 대한 간단한 검증을 통과해야 합니다.
- 성능 주기 측면에서 리튬-이온 셀을 이해하는 것이 중요합니다. 충전 과정에서 팽창으로 인한 기계적 셀 변형을 파악하는 일은 배터리 셀 환경 설계에 중요한 역할을 합니다. 이 외에도 넓은 온도 범위(-40°C ~ +120°C)에 대한 온도 저항, 진동 저항, 전기화학적 영향으로 인한 주기적인 부하 및 노화 과정과 같은 과제가 있습니다.
