05유지보수

주기는 지침이지 규칙이 아닙니다

점검

일상 또는 교대마다, 주간, 월간 세 층으로 나눠 두었습니다.

전해액

정해진 주기가 아니라 상태로 판단해 교체합니다. 판단 기준은 아래에 있습니다.

기록

최소한 스택 전압과 전류, 전해액 유량과 온도를 남기십시오. 계측기가 있으면 수소 순도와 유량, 압력, 산소 순도도 함께 남기십시오.

점검 목록

일상 또는 교대마다

• 스택과 외부 루프를 눈으로 훑습니다. IN, OUT, H2 포트와 피팅에서 전해액이나 물, 가스가 새지 않는지 봅니다.
• 포트와 피팅 주변에 흰 결정이 없는지 봅니다. 마른 KOH 일 수 있습니다.
• 안개나 젖은 흔적, 튄 자리가 없는지 봅니다.
• 전해액 유량이 안정한지 확인합니다. 권장은 약 4 L/min 입니다.
• 전해액 온도가 목표 근처에서 제어되는지 확인합니다. 권장은 약 50 °C 입니다.
• 설정한 전류에서 스택 전압이 안정한지 확인합니다. 갑작스러운 튐이 없어야 합니다.
• 수소 출구 배관과 OUT 되돌림 배관이 제대로 배치돼 있고 막히지 않았는지 확인합니다.
• 수소 경로와 산소 경로가 섞이지 않았고 배출점이 막히지 않았는지 확인합니다.

주간

• 운전 기록과 추이를 봅니다. 전류에 대한 스택 전압, 유량과 온도의 안정성, 반복되는 이상 사건이 있는지.
• 계측기가 있으면 수소 순도와 유량, 압력, 산소 순도의 추이도 함께 봅니다.
• 배관과 피팅을 봅니다. 마모, 변색, 결정 잔류물, 스며 나오는 누설이 있는지.
• 배관 지지대와 클램프를 봅니다. 스택 포트에 기계적 하중이 걸리지 않아야 합니다.
• DC 케이블 배치와 단자 주변을 봅니다. 기계적 손상, 느슨함, 부식이 있는지.

월간

• 전해액 상태를 봅니다. 심한 변색이나 눈에 보이는 고형물이 있는지. 다음 절의 기준에 해당하면 교체하십시오.
• 젖은 출구 되돌림의 안정성을 봅니다. OUT 경로가 막히지 않고 매끄럽게 탱크로 돌아가야 합니다.
• 정비와 운전 기록을 정리하고 갱신합니다. 운전 시간, 운전 이력, 전해액 교체 날짜, 관찰한 것과 취한 조치입니다.

기록 양식 예

한 번 잴 때마다 한 줄을 남기십시오. 전류·전압과 유량·온도는 반드시 적고, 나머지는 해당될 때 채웁니다.

전해액 교체

언제 바꾸나

KOH 는 전기분해로 소모되지 않습니다. 소모되는 것은 물이고, 그것은 운전 중에 보충합니다. 그래서 전해액은 고정 주기로 바꾸는 것이 아니라 상태와 성능 추이를 보고 바꿉니다. 다음 중 하나가 보이면 교체를 검토하십시오.

• 같은 전류에서 셀 전압이 이전 운전보다 계속 올라갑니다.
• 셀별 전압을 재고 계신 경우, 셀 사이의 편차가 시간이 갈수록 벌어집니다.
• 전해액 색이나 투명도가 변하거나, 탱크나 루프에 침전물이 보입니다.

농도부터 재십시오

같은 전류에서 전압이 서서히 오르면 스택이 나빠진 것처럼 보이지만, 전해액 농도가 떨어진 경우가 많습니다. 굴절계나 적정으로 농도를 재 보고, 처음 넣은 농도에서 눈에 띄게 벗어났다면 교체하십시오. 누액을 고치거나 부품을 바꾼 뒤에도 전량 교체하십시오. 새는 동안 KOH 가 빠져나가고 그 자리를 보충수가 채워 농도가 낮아져 있습니다.

전해액이 빠져나가는 길

정상이라면 KOH 는 줄지 않습니다. 그런데도 농도가 떨어진다면 KOH 가 어딘가로 빠져나가고 줄어든 만큼을 순수한 물이 채우고 있는 것입니다. 원인을 그대로 두면 새 전해액도 같은 길로 빠집니다.

스택에서 새는 경우라면 교체만 반복하지 말고 문의해 주십시오.

교체 절차

1. 정상 정지를 합니다. 전류를 0 A 로 내리고 DC 출력을 끕니다.
2. 현장 기준에 맞는 안전한 온도까지 식힙니다.
3. 폐전해액을 받을 용기를 준비합니다. 알칼리에 견디는 재질이어야 하고 라벨을 붙이십시오.
4. 외부 BoP 절차에 따라 루프와 탱크에서 전해액을 배출합니다.
5. 폐전해액을 법규와 현장 절차에 맞게 폐기합니다.
6. 새 전해액을 만듭니다. 정제수에 KOH 를 녹인 0.1 M 이고 물은 요구 수질을 맞춥니다.
7. 탱크를 채우고 필요하면 순환 루프를 다시 프라이밍합니다.
8. 순환을 다시 시작하고 모든 피팅과 스택 포트에서 누설을 확인한 뒤에 전기분해를 재개합니다.

세척

겉면

• 일회용 종이 타월이나 부드러운 천에 깨끗한 물을 적셔 닦습니다.
• 흰 결정이 보이면 물에 적신 천으로 닦아 냅니다. KOH 는 물에 녹습니다. 그다음 깨끗한 물로 한 번 더 닦습니다.
• 닦은 뒤에는 충분히 건조시킵니다.

전해액을 흘렸을 때

• 안전하게 할 수 있으면 누출원을 먼저 막고 환기를 확보합니다.
• 현장 누출 대응 절차를 따릅니다. 확산 차단, 중화나 흡수, 폐기물 처리입니다.
• 정리한 뒤 닿은 면을 깨끗한 물로 닦고 충분히 건조시킵니다.

성능 추이 읽기

스택 전압은 시간이 지나면서 서서히 올라갑니다. 전극과 막의 열화, 그리고 운전 이력이 함께 만드는 결과입니다. 추이를 보는 목적은 정상적인 완만한 열화와 조건이 틀어져 생긴 비정상 변화를 구분하는 것입니다.

무엇이 전압을 올리나

저항이 늘어난다

막과 이오노머의 전도도 손실, 전극 전도도 손실, 계면 접촉 저항 증가.

반응 과전압이 늘어난다

촉매 활성 저하, 촉매 탈리와 응집, 표면 산화와 재구성.

물질 전달이 막힌다

기체와 액체의 전달 제한, 막힘과 젖음 불량, 기포 관리 문제.

전해액이 변한다

물 보충 불균형에서 오는 농도 이동, 이산화탄소 노출로 생긴 탄산염 형성과 침전, 오염과 불순물.

어떻게 재나

• 하나 이상의 고정된 운전점에서 스택 전압을 주기적으로 기록하십시오. 조건이 매번 다르면 추이가 아니라 잡음이 됩니다.
• 운전 맥락을 함께 남기십시오. 운전 시간, 기동과 정지 횟수, 설정값, 그리고 이상 사건입니다.

어떻게 읽나

비정상일 때 먼저 볼 것

• 전해액 상태와 농도 이동
• 정제수 수질과 오염원
• 유량과 온도의 안정성, 그리고 냉각 능력
• 젖은 출구 배관과 배압, 기체 갇힘
• 센서와 분석기 문제, 배선과 접속 상태