TANAKA PRECIOUS METAL TECHNOLOGIES의 ‘PEM형 수전해용 전극촉매 개발 및 실용화’ 2025년 일본촉매공업협회 기술상 수상
TANAKA PRECIOUS METAL TECHNOLOGIES의 ‘PEM형 수전해용 전극촉매 개발 및 실용화’ 2025년도 일본촉매공업협회 기술상 수상
탄소중립사회 실현을 위해 중요한 기술 ‘PEM형 수전해’
탄소중립사회 실현을 위해서는 재생 가능 에너지의 보급이 필요하다. 그러나 재생 가능 에너지는 발전 타이밍을 제어할 수 없다는 점이 해결해야 할 과제이다. 예를 들어 주간에 맑은 날에는 태양광 발전으로 발전 가능하지만, 햇빛이 없는 시간에는 발전할 수 없는 등의 문제가 있다. 이 문제를 해결하는 방법으로 ‘PEM (Proton Exchange Membrane: 프로톤 교환막)’형 수전해 등의 기술을 이용해 재생 가능 에너지 등의 잉여 전력으로 수소를 제조 및 저장해 필요한 때에 에너지원으로 활용하는 ‘Power to Gas (P2G)’ 기술이 최근 주목받고 있다. 즉, PEM형 수전해는 Power to Gas 및 탄소중립 실현에 중요한 기술이 되고 있다.
PEM형 수전해의 기술적 과제인 ‘수소 크로스오버 현상’을 해결하는 신촉매 기술
이번 기술상을 받은 ‘PEM형 수전해용 전극촉매 개발 및 실용화’는 ‘산소 발생 촉매(Oxygen Evolution Reaction: OER)’와 ‘재결합 촉매(Gas Recombination Catalyst: GRC)’의 2원 기능을 갖춘 촉매를 신규 개발하고 실용화했다. 이 촉매 기술로 수전해 반응 과정에서 높은 전해 효율을 유지한 채로 애노드(양극) 측의 수소 농도를 효율적으로 저하시켜, PEM형 수전해의 기술 과제인 ‘수소 크로스오버 현상’을 해결하는 데 성공했다.
‘수소 크로스오버 현상’은 수전해 반응 시 캐소드(음극) 측에서 생성된 수소(H2) 가스가 PEM을 투과해 산소(O2)가 존재하는 애노드(양극) 측으로 이동하는 현상으로, 폭발 및 화재의 위험이 있다. 기존에는 수소 크로스오버를 억제하는 방법으로 막 두께가 두꺼운 PEM을 사용했으나, 후막화에 의해 저항이 증가해 전해 효율을 저하시킨다는 문제가 있었다.
이번에 개발한 촉매를 활용함으로써 PEM을 박막화할 수 있게 돼 안전성과 전해 효율을 크게 향상할 수 있게 됐다. 이 촉매는 양산화에 성공했으며, 현재 일본 국내외 고객에게 공급이 가능하다.
TANAKA는 이 기술을 중심으로 향후 더욱 추진될 탄소중립사회 실현에 이바지할 것으로 예상된다.
‘2025년도 촉매공업협회 기술상’ 수상 내용
- 표창 종류: 기술상
- 수상자 이름: TANAKA PRECIOUS METAL TECHNOLOGIES Co., Ltd. 아리마 잇케이, 고나카 사키, 후지타 미쓰하루, 이토 미즈키, 야마시타 다쓰히로
- 수상 제목: ‘PEM형 수전해용 전극촉매 개발 및 실용화’
※ 일반사단법인 촉매공업협회는 촉매를 제조하는 기업 및 촉매 관련 자재를 생산하는 기업과 촉매 제품 관련 일에 종사하는 기업으로 구성돼, 건전한 촉매공업의 발전을 촉진하기 위해 설립됐다. 대형 촉매 제조사들이 참여하는 일본을 대표하는 촉매공업의 산업 단체이다. 이 표창 제도는 촉매공업협회가 해당 연도에 우수한 촉매 관련 선진 기술, 촉매공업에 기여도가 높은 기술을 ‘기술상’, ‘공로상’, ‘특별상’으로 표창한다.
TANAKA 소개
TANAKA 1885년 창업 이래 귀금속을 중심으로 한 사업 영역에서 폭넓은 활동을 전개해 왔다. 일본에서는 최고급의 귀금속 취급량을 자랑하며, 오랜 기간에 걸쳐 산업용 귀금속 제품의 제조·판매 및 자산용이나 보석품으로서의 귀금속 상품을 제공하고 있다. 귀금속 분야에 종사하는 전문가 집단으로서 일본 내외의 그룹 각 사가 제조, 판매, 그리고 기술 개발에 연계 및 협력해 제품과 서비스를 제공하고 있다. 2024년(2024년 12월 말 결산)의 연결 매출액은 8469억엔이며 5591명의 직원이 있다.
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