(서울=뉴스1) 김성식 기자 = LG화학(051910)은 최고기술책임자(CTO) 산하 기반기술연구소 연구팀이 고분자전해질막(PEM) 수전해(水電解) 전극의 수명을 2배 이상 연장하는 계면안정화 기술을 개발했다고 26일 밝혔다.
PEM 수전해는 PEM을 전해질로 이용해 물을 전기분해해 수소를 추출하는 방식이다. 높은 수소 생산성과 우수한 출력 대응성을 바탕으로 차세대 그린수소 생산 기술이란 평가를 받는다. 그러나 PEM 수전해 장치의 전극에는 고가의 희귀금속인 이리듐 촉매가 사용돼 경제성 확보에 난항을 겪었다.
특히 전극에 이리듐이 적게 사용되면 촉매 용출과 전극 구조 열화가 발생해 장시간 운전 시 성능이 저하될 수 있다. 이에 따른 설비 교체주기 단축과 운영비 증가가 PEM 수전해 기술 상용화 확대에 최대 난제로 지적돼 왔다.
LG화학은 촉매 계면안정화 기술로 이러한 문제를 해결했다. 이리듐 촉매 표면에 원자 단위 코팅층을 적용해 과도한 산화에 따른 이리듐 용출을 억제하는 동시에 전극 내 이온전도성 고분자와의 결합력을 높여 전극 구조 안정성을 강화했다.
그 결과 이리듐 사용량을 기존 대비 절반 이상 줄이면서도, 높은 전류 밀도 조건에서 안정적인 수소 생산 시간을 기존보다 2배 이상 연장하는 데 성공했다. 이는 PEM 수전해 시스템의 초기 투자비와 유지보수 비용 절감에 기여할 것으로 기대된다.
이번 연구 성과는 지난 21일 세계 최상위 학술지 네이처 커뮤니케이션즈에 게재됐다. 심규석 LG화학 CTO 전무는 "LG화학의 소재 기술 경쟁력이 세계적으로 인정받은 사례"라며 "차세대 수소 생산 기술 경쟁력 확보를 위해 관련된 다양한 연구개발을 지속 확대하겠다"고 말했다.
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