이종협 서울대 교수팀, 물에서 수소 대량 생산 기술 개발

국내 연구진이 햇빛 중 가시광 이용해 물에서 수소를 대량으로 생산할 수 있는 기술 개발에 성공했다.
이종협 서울대 화학생물공학부 교수팀은 햇빛의 대부분(약 44.4%)을 차지하는 가시광을 이용해 물에서 기존 방식보다 74배나 더 많은 수소를 생산하는데 성공하고, 그 원리를 밝혀냈다고 15일 밝혔다.
최근 청정에너지인 수소와 태양에너지에 대한 관심이 증대되고 있는 가운데 햇빛을 활용해 물에서 수소를 생산하는 연구가 활발히 진행되고 있다. 그 중 대부분의 연구는 태양광 중 비중이 4%으로 적지만 빛의 세기가 큰 자외선으로 수소를 생산하는 기술 개발에 치중했으나 자외선 양이 적기 때문에 근본적인 한계가 있었다.
이 같은 한계로 인해 금 나노입자로 가시광을 흡수해 열전자를 발생시키는 다른 방식의 수소 생산 기술 개발도 진행돼왔다. 하지만 대부분 열전자들이 순식간에 붕괴되어 사라지기 때문에 금 나노입자를 활용한 수소 생산 효율성.실용성 또한 매우 저조한 실정이었다.

이에 연구팀은 금 입자에 2개의 나노소재를 붙인 3성분계 나노구조체를 새롭게 개발해 금 입자에서 발생한 열전자의 수명을 획기적으로 향상시켰다. 새로운 나노구조체로는 기존 금 나노입자 촉매에 비해 무려 74배 많은 양의 수소를 생산할 수 있는 것으로 나타났다. 또한 물에서 전기에너지도 얻을 수 있기 때문에 태양광에너지 전환분야에서 활용도가 매우 높을 것으로 평가받고 있다.
이종협 교수는 "이번 나노구조체는 기존의 에너지 생산 시스템을 혁신해 청정에너지기반 산업에 기여할 수 있을 것으로 기대된다"며 "뿐만 아니라 향후 이 기술의 시스템화와 함께 에너지저장기술이 더 발전되면 외부로부터 전기나 연료주입 없이 가전기기나 더 나아가 자동차도 물만으로 작동 시킬 수 있을 것"이라고 전망했다.
이번 연구결과는 화학분야 국제학술지인 '앙게반테 케미'지 8월 28일 온라인자에 실렸으며 가장 주목받는 논문인 '핫페이퍼(Hot Paper)'로도 뽑혔다.
[김미연 기자]