태양광·물 원료로 수소 생산기술 개발

포스텍 김종규 교수팀

국내 연구진이 햇빛을 이용해 물을 분해할 수 있는 신규 나노소재를 개발해 학계의 비상한 관심을 끌고 있다. 이 기술로 물을 분해하면 수소를 생산할 수 있어 미래 에너지 문제 해결의 원천 기술이 될 것으로 기대된다.

23일 포스텍은 이 대학 신소재 공학과 김종규<사진> 교수팀과 성균관대 화학공학부 박종혁 교수팀 공동으로 이 텅스텐 산화물과 비스무스 바냐듐 산화물을 나노 꼬임 구조를 갖게 하는 핵심 기술을 개발, 태양광 물분해 효율을 6% 이상 끌어 올렸다고 밝혔다.

연구진에 따르면 태양광을 활용한 물분해 수소생산은 지난 1970년대부터 연구돼 왔지만 현재까지 태양광-물분해 효율은 3%에 그쳐 상업화 가능성이 매우 낮았다.

이에 연구진은 독특한 나노꼬임 구조의 텅스텐 산화물 표면에 비스무스 바냐듐 산화물을 나노미터 수준의 두께로 코팅, 물을 산소와 수소 변환 효율을 6%대까지 끌어 올리는 연구결과를 얻었다.

특히 텅스텐 산화물의 나노꼬임 구조는 태양광의 흡수 효율을 거의 100%로 올려줌으로써 고효율의 수소 생산이 가능할 수 있다는 새로운 사실을 밝혀 학계의 비상한 관심을 끌게 했다.

박종혁 교수는 “이번 연구를 통해 태양광-물을 이용해 수소에너지 생산기술의 상업화 기회를 높일 수 있는 중요한 초석이 세워졌다”고 밝혔다.

한편, 이번 연구는 미래창조과학부가 추진하는 중견연구자지원사업(도약) 등의 지원을 받아 수행됐으며, 연구결과는 국제학술지 네이처 커뮤니케이션스(Nature Communications)지 온라인판 9월 2일자에 게재됐다.

/김기태기자 [e-mail]