LG화학이 이리듐 사용량을 줄이면서 안정 운전 시간을 늘린 고분자전해질막, PEM 수전해 전극 기술을 발표했다. 회사 CTO 산하 기반기술연구소가 개발을 주도했고 한국과학기술연구원 연구팀이 소재의 작동 원리 규명에 참여했다. 연구 결과는 7월 21일 국제학술지 네이처 커뮤니케이션즈에 게재됐다. 기업 발표를 넘어 논문으로 방법과 결과가 공개된 연구다.
PEM 수전해는 재생에너지 전기로 물을 분해해 수소를 만들 때 빠른 출력 변화에 대응할 수 있다. 다만 전극에 쓰이는 이리듐이 비싸고 희소하다. 이리듐 양을 줄이면 촉매가 녹아 나오거나 전극 구조가 약해져 장시간 운전 성능이 떨어지는 문제가 있었다.
연구팀은 이리듐 촉매 표면에 원자 단위 코팅층을 적용했다. 이 층이 과도한 산화를 억제해 이리듐 용출을 줄이고, 전극 안의 이온전도성 고분자와 촉매의 결합을 강화하도록 설계했다. 논문 제목은 ‘저이리듐 양극의 이중 계면 안정화를 통한 내구성 PEM 수전해’다.
| 평가 항목 | 회사 발표 결과 | 해석 범위 |
|---|---|---|
| 이리듐 사용량 | 기존 대비 절반 이상 감소 | 개발 전극 비교 |
| 안정 수소 생산 시간 | 기존 대비 2배 이상 연장 | 높은 전류 밀도 시험 조건 |
| 생산 검증 | 연속 공정 대면적 전극 제작·성능 확인 | 상용 양산 실적은 미공개 |
자료: STORIUM 정리
LG화학 발표에 따르면 새 전극은 이리듐 사용량을 기존보다 절반 이상 줄였고, 높은 전류 밀도에서 안정적인 수소 생산 시간을 두 배 이상 연장했다. 회사는 연속 공정으로 대면적 전극을 만들고 성능을 확인했으며, 여러 글로벌 수전해 시스템 기업과 제품 평가를 진행 중이라고 밝혔다.
두 배라는 수치는 특정 고전류 시험 조건과 기존 전극 비교에서 나온 결과다. 상용 설비의 교체 주기나 수소 생산단가가 곧바로 같은 비율로 개선된다는 뜻은 아니다. 실제 비용과 내구성은 시스템 기업의 평가, 장기 운전 데이터, 양산 수율이 공개돼야 판단할 수 있다.
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