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미래에너지 수소, 햇빛으로 손쉽게 뚝딱

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미래에너지 수소, 햇빛으로 손쉽게 뚝딱

2015.09.14 18:00
연세대-아주대-포스텍, 고효율 태양광 수소 생산 기술 개발
왼쪽부터 연세대 박종혁 교수, 아주대 조인선 교수, 포스텍 박태호 교수
박종혁 연세대 교수, 조인선 아주대 교수, 박태호 포스텍 교수(왼쪽부터 순서대로).  
 
 
수소를 만드는 방법은 크게 두 가지다. 한 가지는 물을 수소와 산소로 분해하는 법, 다른 한 가지는 천연가스 등의 물질을 분해해 그 안에서 수소를 추출해 내는 것이다. 물을 이용하는 방법이 가장 친환경적이지만 주로 전기를 이용하기 때문에 에너지 효율이 떨어져 상용화의 걸림돌이 돼 왔다.
 
국내 연구진이 태양 빛을 이용해 물을 수소와 산소로 분리하는 광분해 기법을 새롭게 개발했다. 연세대 박종혁·아주대 조인선·포스텍 박태호 교수 공동연구팀은 화장품, 페인트 등 많은 제품에 사용되는 티타늄 산화물(TiO2)을 이용해 태양광 흡수 능력 및 전기전도도를 크게 높이는 나노소재 제조 기술을 개발했다고 14일 밝혔다.
 
연구팀은 이 방법을 이용해 물을 수소와 산소로 분해하는 생산 효율을 최대 이론값 수준으로 끌어올리는 데도 성공한 것으로, 고효율 수소 생산이 가능해질 것으로 전망된다.
태양광 수소 제조 방법은 물을 분해해 수소를 만들면 탄소 배출 없이 청정에너지를 얻게 되는 셈이라 많은 과학자들이 관심을 가져왔다. 그동안은 효율을 높이기 위해 텅스텐 산화물(WO3), 비스무트 바나듐 산화물(BiVO4) 등의 촉매를 써 왔지만 효율이 낮아 상용화가 어려웠다. 
 
연구진은 티타늄 산화물 소재를 나노튜브 구조로 만들고, 독자적인 공정 처리 방법을 이용해 태양광 물분해 수소생산 효율이 최대 이론값에 근접하는 티타늄 산화물 나노튜브 소재를 새롭게 만들었다. 이 촉매를 이용하자 빛을 받아 생기는 광전류 값이 최대 이론값(2.1mA/㎠)에 근접했다.
 
연구진은 이번 기술을 이용해 다양한 소재를 실험하면 태양광 수소 생산 상용화는 물론 다양한 광촉매 역시 개발할 수 있을 걸로 보고 있다.
 
박종혁 교수는 “이번에 개발한 티타늄 산화물 소재 뿐 아니라 텅스텐 산화물, 산화철, 비스무트 바나듐 산화물 등에 다양하게 확대 적용할 수 있을 것”이라며 “이 연구결과로 태양광 에너지 수소 변환 기술의 상용화 가능성을 가속할 수 있는 계기가 마련됐다”고 말했다.
 
 
한국연구재단 제공 제공
한국연구재단 제공
 
 

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