[서울=뉴시스]박나리 기자 = LG화학이 이리듐 사용량을 줄이면서도 수명을 2배 이상 높여 장기간 안정적인 수소 생산이 가능한 고분자전해질막(PEM) 수전해 전극 기술을 개발했다.

LG화학은 최고기술책임자(CTO) 산하 기반기술연구소가 PEM 수전해 전극의 성능과 내구성을 높이는 계면 안정화 기술을 개발했다고 26일 밝혔다.

이번 연구에는 고재현 한국과학기술연구원(KIST) 선임연구원 연구팀이 개발 소재의 작동 원리를 규명하는 데 참여했다.

연구 성과는 지난 21일 국제 학술지 '네이처 커뮤니케이션즈'에 게재됐다.

그린수소는 신재생에너지에서 얻은 전기로 물을 분해해 생산하는 친환경 에너지원이다.

특히 PEM 수전해는 알칼라인 수전해보다 수소 생산성이 높고 출력 변화에 빠르게 대응할 수 있어 차세대 그린수소 생산 기술로 평가받는다.

다만 PEM 수전해 전극에는 고가의 희귀금속인 이리듐 촉매가 사용된다.

이리듐 사용량을 줄이면 촉매가 용출되거나 전극 구조가 손상돼 장시간 운전할 때 성능이 떨어질 수 있다는 한계가 있었다.

LG화학은 이리듐 촉매 표면에 원자 단위의 코팅층을 적용해 과도한 산화에 따른 이리듐 용출을 억제했다.

전극 내부의 이온전도성 고분자와 촉매 사이의 결합력도 높여 구조적 안정성을 강화했다.

그 결과 이리듐 사용량을 기존보다 절반 이상 줄이면서도 높은 전류 밀도 조건에서 안정적인 수소 생산 시간을 2배 이상 연장하는 데 성공했다.

회사 측은 이를 통해 PEM 수전해 시스템의 초기 투자비와 유지·보수 비용을 낮출 수 있을 것으로 기대했다.

연속공정을 활용한 대면적 전극 제작과 성능 검증도 마쳤다. 실험실 단위의 기술 개발을 넘어 대량생산과 상용화 가능성까지 확인했다는 설명이다.

연구 공동저자인 김노마 LG화학 기반기술연구소장 전무는 현재 다수의 글로벌 수전해 시스템 기업과 제품 평가를 진행하고 있으며, 해당 전극의 상용화를 목표로 기술 개발을 이어갈 계획이라고 설명했다.

심규석 LG화학 CTO 전무는 "이번 연구 성과는 LG화학의 소재 기술 경쟁력이 세계적으로 인정받은 사례"라며 "차세대 수소 생산 기술 경쟁력 확보를 위해 관련 연구개발을 지속 확대할 것"이라고 말했다.



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