"PEM vs 알칼라인…그린수소 생산 기술 경쟁 본격화"

[투데이에너지 김은국 기자]

전 세계적으로 탄소중립 목표에 맞춰 그린수소 생산 확대가 가속화되면서, 수소를 물에서 추출하는 ‘전해조(Electrolyzer)’ 기술에 대한 경쟁도 치열해지고 있다. 특히 PEM(고분자전해질막) 방식과 알칼라인(Alkaline) 방식은 상용화 단계에서 가장 널리 사용되는 두 축으로 꼽힌다.

■ PEM: 고효율·고순도 수소 필요 시 적합, 재생에너지 기반 수소 생산에 최적화

PEM 전해조는 고체 고분자막을 이용해 50~80℃의 낮은 온도에서도 고순도의 수소를 빠르게 생산할 수 있다. 반응 속도가 빨라 태양광·풍력 등 간헐적인 재생에너지의 출력 변동에 유연하게 대응할 수 있는 것이 강점이다. 다만 백금·이리듐 같은 고가의 귀금속 촉매를 사용해야 하며, 초기 투자비용(CAPEX)이 높아지는 단점이 있다.

■ 알칼라인: 비용 효율 중심, 산업용 대규모 수소 생산에 적합

반면, 알칼라인 전해조는 수산화칼륨 수용액을 전해질로 사용하는 방식으로 기술 성숙도와 비용 측면에서 강점이 있다. 대규모 산업용 수소 생산에 적합하며, 비귀금속 기반 전극 사용이 가능해 경제성이 우수하다. 하지만 낮은 응답속도와 상대적으로 낮은 수소 순도는 재생에너지 연계 시 제약 요인이 될 수 있다.

업계에서는 “PEM 전해조는 고순도 수소가 필요한 수송·반도체·정밀화학 부문에, 알칼라인 전해조는 대용량 수소가 필요한 산업·정유 부문에 각각 최적화된 선택지가 될 것”이라며, 용도별 병행 전략이 당분간 지속될 것이라고 전망하고 있다.