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햇빛을 이용해 청정에너지 뽑아낸다

  국내 연구진이 햇빛을 이용해 미래 청정에너지 '수소'를 높은 효율로 뽑아낼 수 있는 기술을 개발했다.

 
  UNIST(울산과기대) 이재성 교수팀은 나노 합성 기술을 이용해 전기 전도도를 끌어올린 산화철 전극을 개발해 태양광의 수소 전환 효율을 5.3%까지 끌어올리는 데 성공했다고 25일 밝혔다. 이는 지금까지 세계 최고 효율로 평가된 스위스 로잔 공대 미카엘 그래츨(Michael Graetzel) 교수가 개발한 4.2%를 뛰어넘는다.


  수소는 미래 청정에너지로 주목받고 있지만, 천연가스나 석유 등 화석연료를 이용한 공정을 거쳐야 해서 이산화탄소 배출 등 환경 문제가 제기됐다. 이 때문에 선진국을 중심으로 햇빛과 물을 이용해 비용이 적게 들고 친환경적으로 수소를 얻을 수 있는 광촉매 기술 개발에 주목하고 있다.


  이재성 교수팀은 광촉매 물질 중 하나인 산화철에 주목했다. 산화철은 값이 싸고 넓은 영역의 빛을 흡수할 수 있지만 전기 전도도가 낮아 햇빛을 이용한 수소 전환 효율이 낮았다.


  연구팀은 나노 합성 기술을 이용해 독특한 모양의 산화철을 만들고 여기에 미량의 백금을 추가했다. 또 코발트 포스페이트를 보조 촉매로 이용해 전기 전도도를 향상시켜 태양광의 수소 전환 효율을 높이는 데 성공했다.


  이재성 교수는 “태양광 촉매를 이용해 수소를 얻는 기술을 상용화하려면 10% 이상의 전환 효율이 필요하다”며 “아직 갈 길은 멀지만 이번 연구를 통해 그동안 연구자들의 심리적 장벽이었던 5%의 벽을 깼다는 데 의미가 있다”고 말했다.


  이번 연구는 '네이처'가 발행하는 '사이언티픽 리포트' 최신호에 실렸다. 

 

벌레 모양의 산화철 전극을 이용한 고효율 물분해 장치의 모식도. 산화철은 햇빛을 받아 그 에너지를 흡수하여 물을 분해함으로써 수소와 산소를 발생시킨다. - UNIST 제공

 

▲ 벌레 모양의 산화철 전극을 이용한 고효율 물분해 장치의 모식도. 산화철은 햇빛을 받아 그 에너지를 흡수하여 물을 분해함으로써 수소와 산소를 발생시킨다. - UNIST 제공

 

 

김민수 기자 minsa@donga.com

 

 

 

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