메가경제 - LG화학, PEM 수전해 전극 수명 2배 이상 향상…그린수소 상용화 성큼

이리듐 사용량 절반 이상 줄이고 내구성 높여
네이처 커뮤니케이션즈 게재…글로벌 수전해 기업과 상용화 평가 진행

[메가경제=주영래 기자] LG화학이 고분자전해질막(PEM) 수전해 전극의 내구성을 대폭 개선하는 기술을 개발하며 차세대 그린수소 생산 소재 경쟁력을 강화했다.

LG화학은 CTO 산하 기반기술연구소 연구팀이 PEM 수전해 전극의 성능과 수명을 높이는 계면 안정화 기술을 개발했다고 26일 밝혔다. 이번 연구에는 한국과학기술연구원(KIST) 연구진이 참여했으며, 연구 성과는 세계적 학술지 네이처 커뮤니케이션즈(Nature Communications)에 게재됐다. 

 

▲ LG화학 연구원.

PEM 수전해는 재생에너지 전력으로 물을 분해해 수소를 생산하는 기술로, 높은 생산성과 출력 대응성을 바탕으로 차세대 그린수소 생산 방식으로 평가받고 있다. 다만 전극에 사용되는 희귀금속인 이리듐 가격이 높고, 사용량을 줄일 경우 촉매 용출과 전극 열화로 내구성이 떨어지는 점이 상용화의 걸림돌로 꼽혀왔다.

LG화학은 이리듐 촉매 표면에 원자 단위 코팅층을 적용하는 계면 안정화 기술을 개발해 이리듐 용출을 억제하고 전극 구조의 안정성을 높였다. 이온전도성 고분자와의 결합력을 강화해 장시간 운전 시에도 성능 저하를 최소화한 것이 특징이다.

이를 통해 이리듐 사용량을 기존 대비 절반 이상 줄이면서도 높은 전류밀도 환경에서 안정적인 수소 생산 시간을 기존보다 2배 이상 늘리는 데 성공했다. 회사는 초기 설비 투자비와 유지보수 비용 절감에도 기여할 것으로 기대하고 있다.

LG화학은 독자적인 전극 제조 기술을 기반으로 연속공정을 활용한 대면적 전극 생산과 성능 검증도 완료했다. 이를 통해 양산 공정 적용 가능성을 확인했으며, 현재 글로벌 수전해 시스템 기업들과 제품 평가를 진행하고 있다. 향후 평가 결과를 바탕으로 상용화를 추진할 계획이다.

심규석 LG화학 CTO 전무는 "이번 연구 성과는 LG화학의 소재 기술 경쟁력을 세계적으로 인정받은 사례"라며 "차세대 수소 생산 기술 경쟁력 확보를 위해 관련 연구개발을 지속 확대하겠다"고 말했다.

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