박종혁 성균관대 교수(39세, 화학공학부)와 김종규 포스텍 교수(45세, 신소재공학과) 연구팀이 태양광에너지를 활용해 물을 분해할 수 있는 신규 나노소재를 개발했다.
태양광을 활용한 물 분해 수소생산은 ‘Holy grai(물을 수소 에너지로 변환한다는 뜻)’라고 불리며 1970년대부터 연구돼 왔지만 효율이 낮아 상업화 가능성이 매우 낮았다. 연구팀은 ‘텅스텐 산화물’과 ‘비스무스 바냐듐 산화물’을 나노 꼬임 구조로 만드는 데 성공했다. 이 핵심 기술로 태양광 물 분해 효율을 6% 이상 올릴 수 있게 됐다.
비스무스 바냐듐 산화물은 태양광을 잘 흡수하지만 수소생산 효율이 낮다는 단점을 갖고 있다. 연구팀은 나노꼬임 구조를 가진 텅스텐 산화물 표면에 비스무스 바냐듐 산화물을 나노미터 수준의 두께로 코팅해 전자와 정공을 효율적으로 분리했다. 그 결과 물을 산소와 수소로 변환하는 데 성공했다. 연구팀은 “텅스텐 산화물의 나노꼬임 구조는 태양광의 흡수율을 100%로 올려주기 때문에 고효율의 수소 생산이 가능하다”고 말했다.
태양광 에너지를 화학에너지인 수소로 변환하는 경우 기존의 휘발류나 LPG가스처럼 저장과 수송이 가능해진다. 박 교수는 “이번 연구를 통해 태양광과 물을 이용해 수소에너지를 생산하는 기술을 상업화시킬수 있는 초석을 세웠다”고 말했다.
윤지은 기자 jieun@kyosu.net
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