PEMFC 내구성 평가 장비

요약 AI 요약

고분자전해질연료전지(PEMFC)의 장시간 운전에 따른 성능 저하와 열화 거동을 평가하기 위한 내구성 평가 장비를 도입한다. 다양한 열화 조건을 모사한 가속열화시험(AST)을 수행하고 주요 성능지표 변화를 연속 측정·기록하는 시스템을 구축한다.

• 메인 프레임·캐비닛, 연료·공기 공급, 가습기, 열관리, 가스 배출, 후단 배압 제어, 자동 물 공급, 온도제어·전기 계장, 안전장치, 데이터 측정(DAQ), 운영 소프트웨어, Web 기반 모니터링으로 구성된 내구성 평가 장비 일체
• 수소·공기·산소·질소 공급 유량을 정밀 제어하는 질량유량제어기(MFC)와 가습·무가습 환경을 제공하는 버블러형 가습기
• 최대 120°C 운전 온도 조건의 열관리 시스템과 압력 비례제어 밸브 기반 후단 배압 제어(0~3.5bar)
• 수소 누출 감지, 비상정지 버튼, 경광등·문자 알람, 알람 프로파일 편집기를 포함한 안전 기능
• 스크립트 편집기 기반 자동 운전, 셀 전압 모니터링·분석, Play-back, 보고서 출력, 품질판정·조기 경보 기능을 갖춘 운영 소프트웨어
• 고전류용 전위차분석기(BioLogic HCP-803)와 연동한 I-V Curve·EIS(임피던스) 자동 측정, OS 무관 Web 기반 원격 모니터링 환경

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사업 내용 · 이 공고에 든 일

중심 · PEMFC 내구성 평가 장비 제작·납품·설치

물품 › 연구·실험·계측장비 › 기타 연구장비

고분자전해질연료전지의 장시간 운전·가속열화시험(AST)을 수행하는 연구용 내구성 평가 시스템을 제작·납품·설치하는 일로, 이화학 분석기기·전기계측·반도체장비 등 어느 세부에도 딱 맞지 않는 연구·실험용 종합 장비다.

• 메인 프레임·캐비닛, 연료·공기 공급 시스템(MFC), 가습기, 열관리 시스템, 가스 배출·배압 제어 시스템, 자동 물 공급 시스템, 온도제어·전기 계장, 안전장치(수소 감지·비상정지·경광등·문자 알람), 데이터 측정 시스템(DAQ) 등 구성품 일체의 제작·공급
• 운영 소프트웨어(GUI·스크립트 편집기·EIS 연동·Play-back·조기경보) 및 Web 기반 모니터링 환경 제공
• 현장 설치 및 발주자 입회하의 성능 테스트(시운전)
• 납품·설치·검수·시정조치 관련 비용 부담
• 하자담보책임 1년(하자보수)

참가 자격 · 제한

업종제한

제한 없음

지역제한

제한 없음

공동수급

공동수급불허

입찰참가 제한

모름

실적경쟁 · PQ

모름

국제입찰

국내입찰

제출 방법

전자입찰

입찰 일정

가격

추정가격

89,000,000원

배정예산

97,900,000원

기초금액

97,900,000원 (예비가격 -2% ~ +2%)

부가세

8,900,000원

예정가격 방식

복수예가

납품

품명

연료전지전력공급장치 (3912103901)

수량

1 세트

납품

계약 후 160일

인도조건

모름

제조물품

아니오

세부품명 등록

등록 필요

공고 정보

공고종류

등록공고 (일반공고)

게시일

09/30(수)

공고번호

R26BK01750362-000

참조번호

KIER-구입-20266067호

공고기관

한국에너지기술연구원

수요기관

한국에너지기술연구원

계약방법

제한경쟁

낙찰방법

규격가격동시입찰

계약유형

총액계약

예정가격 방식

복수예가

추정가격

89,000,000원

배정예산

97,900,000원

사전규격번호

R26BD00277222

재공고

아니오

출처

나라장터

첨부파일

• PDF · 1. 입찰공고문(소기업_소상공인)_PEMFC 내구성 평가 장비.pdf · 공고규격서
• HWP · 2. 규격서.hwp · 공고규격서
• HWP · 3. 규격입찰서.hwp · 공고규격서

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문서 발췌

1. 개 요 가. 품 명 : PEMFC 내구성 평가 장비 나. 도입목적 1) 본 장비는 고분자전해질연료전지(PEMFC)의 장시간 운전에 따른 성능 저하 및 열화 거동을 평가하기 위한 내구성 평가 시스템으로 사용된다. 2) 본 장비는 연료전지 운전 환경에서 발생할 수 있는 다양한 열화 조건을 모사하여 가속열화시험(Accelerated Stress Test, AST)을 수행하고, 시험 과정에서 발생하는 주요 성능지표의 변화를 연속적으로 측정 및 기록하는 용도로 사용된다. 3) 본 장비는 장시간 연속 운전 및 반복적인 AST 평가를 통해 MEA 구성 소재의 열화에 따른 성능 변화를 분석하기 위한 용도로 사용된다. 다. 납품위치 한국에너지기술연구원 대전본원 복합실험동 413호 라. 납품기한 계약일로부터 160일 마. 기타 세부사항은 규격서 및 『국가를당사자로하는계약에관한법률』 등 관련 법령을 따른다. 2. 장비개요 가. 장비특성 1) 본 장비는 고분자전해질연료전지(PEMFC)의 장시간 연속 운전 및 가속열화시험(AST)을 수행하기 위한 내구성 평가 장비로서, 장시간 운전 중 셀의 전압, 전류, 온도, 압력, 가스 유량 등 주요 운전 데이터를 연속적으로 측정 및 저장할 수 있어야 한다. 2) 연료전지의 다양한 열화 조건 및 운전 모드를 구현하기 위하여 부하 조건을 단계별 또는 반복적으로 제어할 수 있는 자동 운전 기능을 제공하여야 하며, 장시간 반복적인 AST 프로토콜을 자동으로 수행할 수 있어야 한다.

3) 내구성 평가 중 설정된 시험 조건에 따라 수소 및 공기/산소 공급량, 셀 온도, 가습 조건, 압력 및 전기적 부하를 정밀하게 제어할 수 있어야 하며, 장시간 운전에서도 설정 조건을 안정적으로 유지할 수 있어야 한다. 4) 본 장비는 Electrochemical Impedance Spectroscopy(EIS) 장비와의 인터페이스 환경을 제공해야 하며, EIS 제조사에서 제공하는 소프트웨어 환경과는 별도로 운전 평가를 위한 소프트웨어 환경에 기능이 통합된 형태로 제공해야 한다. 5) 장시간 운전의 안전성을 확보하기 위하여 가스 공급 이상, 온도 및 압력 이상, 셀 전압 이상 등의 비정상 운전 상태를 감지하는 안전 기능을 갖추어야 하며, 이상 발생 시 가스 차단 또는 시스템 정지 등 안전조치가 자동으로 수행될 수 있어야 한다. 나. 구성품목 1) 메인 프레임 및 캐비닛 : 1세트 2) 연료 및 공기 공급 시스템 : 1세트 3) 가습기 : 2세트 4) 열관리 시스템 : 1세트 5) 가스 배출 시스템 : 2세트 6) 후단 배압 제어 시스템 : 2세트 7) 자동 물 공급 시스템 : 1세트 8) 온도제어 및 전기 계장 : 1세트 9) 안전장치 : 1세트 10) 데이터 측정 시스템(DAQ) : 1세트 11) 운영 소프트웨어 : 1식 12) Web 기반 모니터링 환경 : 1식 다. 상세규격 1) 메인 프레임 및 캐비닛 : 1세트 가) 2T 판금 제작 케이스, 실크 도색

나) Size : 700(W) x 900(D) x 1,900(H) mm 다) 장비전원 : 220VAC, 20A 라) 4면 밀실형, Cell 독립 시험 공간 제공(정면 개폐도어:투명창) 마) 이동 및 고정이 가능한 브레이크 캐스터 부착 바) 평가 단위전지 체결을 위한 연결 Fitting 제공 2) 연료 및 공기 공급 시스템 : 1세트 가) 공급 가스 종류 (1) Anode : 수소(H2), 질소(N2) (2) Cathode : 공기(Air), 산소(O2), 질소(N2) 나) Mass Flow Controller (MFC) (1) 수소(H2) 유량 : Max 2 SCCM (2) 공기(Air) 유량 : Max 10 SCCM (3) 산소(O2) 유량 : Max 10 SCCM (3) 질소(N2) 유량 : Max 2 SCCM (4) 제어방식 - 수소/공기/산소 : 차압(Differential pressure) - 질소 : MEMS Thermal (5) 정확도 - 수소/공기 : ± 0.4% of R.D and ± 0.2% of F.S - 질소 : ± 1.5% of R.D or ± 0.2% of F.S (6) 제어범위 - 수소/공기/산소 : 0.01 – 100% of F.S - 질소 : 0.1 – 100% of F.S

다) 모든 MFC 전단에는 필터와 Solenoid Valve 장착 라) 모든 MFC 후단에는 Check Valve 장착 마) 제어 신호 : Analog(0~5V) 또는 RS-485 통신 바) 유량 제어는 사용자가 PC 환경을 통해서 입력하고, 물리적인 I/O를 통해 자동 제어할 수 있어야 함 3) 가습기 : 2세트 가) 가습타입 : Bubbler 타입 나) 탱크용량 : Anode / Cathode 각 2L 이상 다) 탱크재질 : SUS / 내부 EP 처리 라) 가열방식 : 히터와 단열재 사용 마) 히팅용량 : 2.2kW 이상 바) 탱크 내부, 외부 온도센서 부착(K-Type 열전쌍) 사) 가습/무가습 평가 환경을 제공하기 위한 배관 라인 아) 수위 모니터링을 위한 레벨 센서 이중화 4) 열관리 시스템 : 1세트 가) 운전 온도 조건 : 최대 120°C 나) 가스 배관 히팅 : 밴드 타입(Preheating) 다) 단위 전지 히팅 : 내부가열(히팅봉 타입) 라) 단위 전지 냉각 : 시험 공간에 냉각용 Fan 제공 마) 단위 전지 전, 후단 라인에 온도(K-Type 열전쌍)센서 부착 5) 가스 배출 시스템 : 2세트 가) 워터 트랩을 이용하여 응축수 분리 후, Vent / Drain 라인을 별도 제공 나) 워터 트랩(Water Trap) (1) 탱크 용량 : Anode / Cathode 각 1L 이상 (2) 탱크 재질 : SUS

다) Vent / Drain 배출 라인에 Solenoid Valve 부착 6) 후단 배압 제어 시스템 : 2세트 가) 워터 트랩 후단에 배압 제어를 위한 압력 비례제어 밸브 부착 (1) 압력 제어범위 : 0~3.5bar (2) Anode / Cathode 각 라인에 제공 나) 별도의 By-pass 라인 제공 다) 단위 전지의 전, 후단 라인에 압력 센서 부착 (1) 측정 범위 : 0~3.5bar (2) 측정 정확도 : ± 0.5% of F.S 7) 자동 물 공급 시스템 : 1세트 가) 초순수 저장 탱크 (1) 탱크 용량 : 2L 이상 (2) 탱크 재질 : SUS 나) 펌프를 이용한 자동 물 보충 제공 (1) 가습기에 부착된 수위 레벨 센서 신호 기반 (2) 역류 방지를 위한 Check Valve 부착 8) 온도제어 및 전기 계장 : 1세트 가) 메인 전원 및 각 Heater는 단락 및 과전류를 보호하기 위하여 차단기(MCCB), Fuse 등을 이용하여 설비를 보호 나) 운영 프로그램을 통해서 자동으로 온도제어가 가능 다) 피드백 기반의 PID 제어방식 적용 라) 온도제어 방식 : TPR 혹은 SSR 방식 적용 마) 용도 : Humidifier, Line heater, 단위 전지의 온도제어 바) 온도제어 민감도 : ± 0.5℃ 이내 9) 안전장치 : 1세트

가) 연료전지와 시스템의 안전성 확보를 위해 안전에 필요한 임곗값을 사용자가 직접 설정할 수 있어야 함 나) 수소 누출에 대한 모니터링이 가능해야 하며, 시스템 내부에 수소 누출과 가스 감지기를 설치해야 함 다) 장비 외부에 별도의 비상정지 버튼을 통해서 긴급 상황 시, 사용자가 장비를 강제로 Shut-down 할 수 있어야 함 라) 비상정지 상황 시, 외부에 알림을 할 수 있도록 경광등을 부착해야 하며 원격지에서 사용자가 알람을 받을 수 있도록 문자 발송을 통한 알람 기능 마) 비상 상황에 대비한 자동 알람 로직 제공 (1) 가스공급 장애, 전자부하기(Electronic Load) 장애, 정전, 과전류 공급에 대한 시스템 레벨의 안전 로직을 제공 (2) 알람 프로파일 편집기(Editor)를 이용하여, 서로 다른 운전 조건에 따른 알람 조건 변경 지원 10) 데이터 측정 시스템(DAQ) : 1세트 가) 연료전지 시장에서 검증된 DAQ 장비 사용 (1) Analog Input(8ch 이상) : 압력 / 온도센서 신호 측정 (2) Analog Output(4ch 이상) : 펌프, 밸브 제어 신호 생성 (3) Digital In/Output(16ch 이상) : 밸브, 알람 제어신호 생성 및 센서류 신호 측정 나) 운영 소프트웨어 환경을 통해서 모든 I/O 접근 가능

다) 제조사의 성적 확인서 제출 필수 (품질보증 및 교정 성적서 등) 11) 운영 소프트웨어 : 1식 가) 사용자가 손쉽게 설정 및 모니터링 가능한 인터페이스 환경 제공(GUI) 나) 다양한 평가 프로토콜을 적용할 수 있는 스크립트 편집기 제공 (1) 반복 및 조건, 시간지연 명령어 기반의 스크립트 명령어 사용 가능 (2) 스크립트 편집기를 이용해서 사용자가 원하는 평가 프로토콜을 생성 및 수정이 가능해야 하며, 스크립트 기반으로 자동 운전모드를 지원 다) 자동 운전시, 운전 파라미터(Parameter) 및 알람에 대한 사용자 정의 가능한 편집 기능을 지원 라) 셀 전압 모니터링 및 분석 기능 (1) 그래프 편집 기능을 이용해서 사용자가 원하는 데이터를 Pop-up 형태의 다중 디스플레이 환경으로 제공 마) 고전류용 전위차분석기(BioLogic社 HCP-803) 장비와 연동하여 자동화된 다양한 I-V Curve 테스트 환경 제공 (1) 전류밀도별 유량 조건, I-V Curve의 Forward / Backward 단계, 전류밀도 각 단계별 측정 시간 및 데이터로 사용할 구간을 사용자가 설정 가능 바) 고전류용 전위차분석기(BioLogic社 HCP-803) 장비와 연동하여 사용자가 원하는 주파수, 전류, 전압, 시간 설정이 가능한 환경에서 EIS(임피던스) 측정가능 (1) 본 장비의 운영 소프트웨어 내에서, EIS 장비 연동을 위한 기능을 제공하고 자동 운전 프로토콜 가능

[예 : IV – EIS(임피던스) – CV(Cyclic Voltammetry) - LSV(Linear Sweep Voltammetry) 반복 자동 운전 가능] 사) 저장된 데이터를 불러와서 그래프로 표현하는 Play-back 기능 제공 (1) 동일한 운전 조건에 대해서 과거 테스트 결과와 현재 진행 중인 테스트 결과 값을 비교/분석 아) 결과 그래프를 보고서 형식으로 출력 지원 ※ 별도의 외부 소프트웨어를 통한 적용은 불가하며, 장비 자체 내장 프로그램에서 직접 지원하여야 함 자) 본 장비를 이용한 운전중 품질판정 및 조기 경보 기능 (1) EIS 직전 전압 드리프트 · 노이즈 기준 설정 및 초과시 알람 (2) 진단 시점 간 HFR 변화 기준 설정 및 초과시 알람 (3) crossover 계단의 급격한 증가시 알람 12) Web 기반 모니터링 환경 : 1식 가) 원격(Remote) 환경에서의 운전 상태 모니터링 기능 지원 나) Web을 통한 접근 방식을 통해 사용자의 OS 종류와 관계없이 지원 (Windows OS뿐만 아니라 Android 및 iOS 모두 지원) 다) 접근 보안성을 위한 사용자 접속 권한설정 지원 3. 계약이행 조건 가. 계약이행 1) 본 장비는 기능수행에 이상이 없도록 납품 및 설치되어야 한다. 2) 계약상대자는 연구원의 지시에 따라 규격서 등을 사전에 충분히 검토 후 성실히 수행하여야 하며 관련 법령을 준수해야 한다.