[가스신문=남영태 기자] ㈜엘켐텍이 광전극을 태양전지와 연동해 수소를 생산할 수 있는 시스템을 국내 최초로 개발, 상용화를 위해 성능 및 내구성 향상을 위한 후속 연구 진행에 나섰다.

PEM수전해 분야의 기술력을 보유한 ㈜엘켐텍(대표 문상봉)은 UNIST(울산 과학기술원) 이재성 교수팀과 협업해, 청정수소 생산 기술 연구에 대한 정부과제 수행 과정에서 광전극을 태양전지와 연동, 1L/hr의 수소를 생산할 수 있는 시스템 제작에 성공했다고 16일 밝혔다.

태양광을 에너지원으로 사용한 수소생산 방식은 전기분해보다 친환경적이고 낮은 전력 소비량과 초기 운영비 절감 등의 장점으로 미국, 유럽 등 세계적으로 각광받고 있다. 그러나 현재 낮은 태양광 전환효율 등이 상용화에 걸림돌로 작용, 광촉매 소재 및 제조 기술 개선에 관한 연구·기술개발이 전 세계적으로 진행 되고 있다.

이에 엘켐텍은 태양광 광수전해 시스템 개발을 위해 UNIST 이재성 교수팀이 인공나뭇잎 기술을 통해 태양광 수소 전환 효율을 8% 이상 수준까지 올리는 성과를 보인 기초 연구결과를 채용했다.

다만 엘켐텍 측은 UNIST의 기초 연구에 비해 상용화된 광전극은 대면적으로 효율 및 성능이 저하되는 단점이 있어 이를 보완하기 위해 다양한 방식을 시도한 결과,  25㎠ 규모의 광전극 양산 기술 확보는 물론 광전극을 태양전지와 연동해 1L/hr의 수소를 생산하는 시스템 제작에 성공했다고 경위를 밝혔다.

엘켐텍 한 관계자는 "이번에 개발된 수소생산 시스템은 국내에서 최초이며 세계적으로는 미국 DOE나 유럽 FCHJU 등의 수소연료전지 연구팀에서 구현한 결과 외에는 상용화한 결과가 거의 없는 상황"이라고 자평했다.

향후 엘켐텍은 태양광 광수전해 시스템 상용화를 위해 광전극 사이즈를 보다 대면적화하고, 성능 및 내구성을 높이기 위한 후속 연구를 진행한다는 입장이다. 또한 이번 시스템 기술 및 경제성 분석 등을 진행, 해당 분야의 국내 기술력 확보도 도모한다는 계획이다.

엘켐텍 문상봉 대표는 "올해 하반기 입주할 서울 마곡 연구단지 소재의 신규 사옥 옥상에 태양광 패널을 설치하고 광촉매 수소 발생 시스템도 설치해 테스트할 예정이다"라며 "향후 지속적인 연구개발을 통해 전기분해와 광분해 방식 등 여러 방식의 수소 제조 기술을 보유한 친환경 에너지 기술 기업으로 국내 수소경제사회 구축에 기여할 예정"이라고 말했다.

한편, 엘켐텍은 지난 2003년 수전해 기술로 사업을 시작해, 수전해 원천기술인 막전극접합체(MEA) 및 대용량 수소 발생용 수전해 시스템 개발 등 전기분해 기술로 살균, 수소수, 수소에너지분야에 특화된 기술력을 보유했다.

또한 최근 에너지기술개발 사업으로 35㎫(350bar)급 수전해 스택 기술 과제를 통해 가시적인 성과를 도출했으며, 지난해 미국 에너지성(DOE)의 PEM수전해 관련 기술 보유 업체로 수록되는 등 기술력을 인정받았다.