2
부산메디클럽

수소 만드는 인공 나뭇잎 생산 효율 극대화 기술 개발

울산과학기술원(UNIST) 에너지화학공학부 장지현 교수팀 개가

인공 나뭇잎은 광촉매로 식물 엽록소처럼 햇빛 받아 전자 만드는 원리

열처리 때 주석 도핑화 막는 산화게르먀늄 막 코팅법 개발 효율성 높여

  • 글자 크기 
  • 글씨 크게
  • 글씨 작게
식물의 광합성 원리에서 착안해 물속에서 햇빛을 받아 수소를 만드는 장치인 ‘인공 나뭇잎’의 생산 효율을 극대화하는 기술을 울산과학기술원(UNIST) 연구팀이 개발했다.

 UNIST는 에너지화학공학부 장지현 교수 연구팀이 게르마늄을 인공 나뭇잎 원료에 도핑(doping·특정 성능을 얻기 위해 물질에 다른 물질을 첨가하는 기술)해 수소 생산 효율을 높이는 제조 기술을 개발했다고 29일 밝혔다.

 연구팀에 따르면 인공 나뭇잎 시스템의 핵심은 광촉매로 식물 엽록소처럼 햇빛을 받아 전자를 만드는 역할을 한다. 광촉매 주재료로는 값도 싸고 물속에서 안정적인 산화철이 꼽히는데, 전기 전도도가 낮아 이를 높여 줄 첨가제(도핑제)가 필요하다.

 게르마늄은 이론상 뛰어난 도핑제이지만, 실제로는 다른 도핑제보다 효과가 크지 않은 의문점이 있어 널리 연구되지 않은 물질이다.

 이에 연구팀은 광촉매 전극 제조 과정에서 그 원인을 찾아냈다. 광촉매에 붙여 쓰는 투명전극에 포함된 주석 성분이 고온의 열처리를 거치면서 광촉매 속으로 침투하는데, 광촉매 내부에 게르마늄과 주석이 함께 있으면 내부 구조를 크게 훼손하기 때문이다.

 이런 점에 주목한 연구팀은 열처리 때 주석이 함께 도핑되는 것을 막는 산화게르마늄 막 코팅법을 개발했다. 이 코팅법은 산화철을 미량의 게르마늄 용액에 담갔다 빼기만 하면 될 정도로 과정이 간단해 상업화에도 유리하다고 연구팀은 설명했다. 광촉매 표면적이 열처리 후에 줄어드는 문제도 함께 해결돼 수소 생산 효율은 3배나 높아졌다.

 장지현 교수는 “기존 단일 산화철 전극으로 구성된 인공 나뭇잎 기술은 수소 생산 효율이 대부분 1∼3%에 머물던 한계가 있었는데, 이번 연구에서 입증한 5% 효율은 기존과 비교하면 세계 최고 수준”이라며 “보다 정교한 제조 기술을 개발해 수년 내 상용화를 이루는 것이 목표”라고 말했다.

 한편, 이번 연구에는 에너지화학공학과 석상일 교수와 이준희 교수가 함께 참여했다. 연구 결과는 국제 학술지 ‘네이처 커뮤니케이션스’(Nature Communications)에 14일 자로 공개됐다. 연구는 한국연구재단(NRF)의 ‘중견연구자 지원 사업’, ‘온사이트 수소 충전소를 위한 광전기화학 수소생산기술 및 시스템 개발 사업’과 에쓰오일의 지원을 받아 이뤄졌다.방종근 기자 jgbang@kookje.co.kr

   
[연구그림] 산화철(Fe2O3)을 활용한 인공나뭇잎의 수소 생산 개념도
   
[연구그림]산화철 전극을 이용한 인공 나뭇잎 시스템 모식도
   
수소 생산 효율을 높이는 기술을 개발한 울산과학기술원 연구팀. 사진 왼쪽부터 곽명준 연구원, 장지현 교수, 윤기용 연구원, 박주형 연구원. 울산과학기술원 제공
ⓒ국제신문(www.kookje.co.kr), 무단 전재 및 재배포 금지
국제신문 뉴스레터
국제신문 네이버 뉴스스탠드 구독하기
국제신문 네이버 구독하기
뭐라노 뉴스

 많이 본 뉴스RSS

  1. 1부산·울산·경남 영하권 초겨울 추위…일교차 유의
  2. 2부울경, “동남권 광역 철도망 확충은 30분 생활권 완성에 꼭 필요”
  3. 3[속보] 서울에 벌써 ‘첫 눈’ 내렸다... 작년보다 26일 빨라
  4. 4'저출생 여파' 내년 초등입학생 역대 첫 20만명대로 감소 유력
  5. 5靑 국정상황실장에 울산 연고 김태근 비서관, 2기 참모진 개편 PK 전면에
  6. 6'中 스파이 연루설' 젠슨 황 딸, ‘가족 문제’로 방한 취소
  7. 7[속보] 트럼프 “UFC 회장에 백악관 대변인 제안, 광기 어린 좌파로부터 우리 지켜야”
  8. 8부산시, 국제e스포츠연맹에 임대료 유상 전환 통보... 사무국 해외 이전 우려
  9. 9부산서 부탄가스 난로 폭발 사고... 2명 화상
  10. 10[속보] 검찰총장 인선 절차 연기... 후보 추천위 이달 중 개최 예정
  1. 1靑 국정상황실장에 울산 연고 김태근 비서관, 2기 참모진 개편 PK 전면에
  2. 2오세훈, 증시 폭락 직격... “국민연금으로 지방 선거용 주식도박"
  3. 3서영교 “조작기소 특검법안 ‘대통령 이해충돌’ 논란은 헛소리”
  4. 4장동혁 “중도확장, 말로하는 연대·통합으로 되는 것 아냐”
  5. 5[속보]이용철 법무장관 후보, 청문 준비 돌입…12일 준비단 첫 출근
  6. 6빚더미 회사에…돈 더 빌려줘 체불 해결하려는 능인선원
  7. 7청와대 정무수석에 최인호 HUG 사장 지명
  8. 8청해부대 임무, 호르무즈 650㎞ 앞까지 확대…해상초계기도 투입(종합)
  9. 9홍익표 정무수석 사의 표명…후임에 최인호 HUG 사장 거론
  10. 10김민석, 신천지 논란에 “죄송…조사결과 공개해도 문제”
  1. 1부울경, “동남권 광역 철도망 확충은 30분 생활권 완성에 꼭 필요”
  2. 2'저출생 여파' 내년 초등입학생 역대 첫 20만명대로 감소 유력
  3. 3'中 스파이 연루설' 젠슨 황 딸, ‘가족 문제’로 방한 취소
  4. 4“평소 접하기가 힘들었던 전통주 맛보고 싶다면 꼭 들르세요”
  5. 5녹색전환 핵심 ‘전기화’, 기업10곳 중 3곳만…“인센티브 필요”
  6. 6올해 3분기 상용직 증가분 75%는 60세 이상…20·30대는 감소
  7. 7식품·외식 분야에서 ‘웰니스 소비’ 앞으로도 지속된다
  8. 8제31차 유엔기후변화협약 총회 9일 개막…"K-GX 전략 소개"
  9. 91249회 로또복권 1등 14명…당첨금 20억2505만 원
  10. 10[속보]"'블루웨이브 쇼크'에 세계증시 시총 하루만에 4800조 원 증발"
  1. 1부산·울산·경남 영하권 초겨울 추위…일교차 유의
  2. 2[속보] 서울에 벌써 ‘첫 눈’ 내렸다... 작년보다 26일 빨라
  3. 3부산시, 국제e스포츠연맹에 임대료 유상 전환 통보... 사무국 해외 이전 우려
  4. 4부산서 부탄가스 난로 폭발 사고... 2명 화상
  5. 5[속보] 검찰총장 인선 절차 연기... 후보 추천위 이달 중 개최 예정
  6. 6정풍송 노래비 건립 재추진 움직임에 밀양시의회 “반대”
  7. 7금관가야 왕도 김해, 내년 '고도' 지정 도전
  8. 81월부터 공석 김해공항장, 내정자도 없어… 이유 물어도 ‘답변거부’
  9. 91월부터 공석 김해공항장, 내정자도 없어… 이유 물어도 ‘답변거부’
  10. 10부산불꽃축제 암표상 적발 후 범칙금 부과, 중학생 1명 '훈방'
  1. 1‘승률 98.6%’ 배드민턴 안세영,사상 첫 2시즌 연속 11승
  2. 2승부는 원점…‘홈런 공장’ 대구서 거포들의 전쟁
  3. 3페이즈 신들린 블로킹 9개…읏맨, 시작부터 웃었다
  4. 4태권도, 北 전통무술로 각인될라
  5. 5거인 4인방 APBC(아시아프로야구챔피언십) 첫 우승 이끈다…한동희·최준용 중책
  6. 6롯데 전설 故 최동원, 야구인 최초 ‘올해의 스포츠영웅’
  7. 7코르다, LPGA 올해의 선수상 조기 확정
  8. 8동의대 미식축구부 타이거볼 4강 진출
  9. 9레이예스 맑음…이이무라 흐림…‘로·비’ 안갯속
  10. 102027 아시안컵 내년 12월로 연기…차기 감독 선임 여유
우리은행
  • 국제신문 골프대회
  • 맘편한 부산
  • 부산국제마라톤
  • BNK생명나눔챌린지
  • 유콘서트
걷고 싶은 부산 그린워킹 홈페이지
국제신문 대관안내