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
뭐라노 뉴스

 많이 본 뉴스RSS

  1. 1옛 그랜드호텔 부지 개발사, 건축심의 돌연 자진 취하 왜
  2. 2금정산 국립공원화 ‘GB해제’ 카드로 범어사 설득
  3. 3[국감 현장] 부산대 “사범대, 교대 이전 추진”…조민 보고서는 공개 거부
  4. 4부산시티투어 가장 마음에 드는 새 코스는
  5. 5읍·면·동 소멸위험지역 비율…부산 48.3% 서울 3.3%
  6. 6부산 휘발윳값 곧 2000원대(ℓ당 가격) 등장…유류세 인하 목소리 커
  7. 7“트램 구입비 180억 부산시에 떠넘기기…해수부 철도법 위배”
  8. 8"웅동1지구 민간사업자 특혜" 경남개발공사 사장 1인시위
  9. 9정책토론 하자고 부르더니...부산지역 청년단체 대표 성범죄 의혹
  10. 10부산엑스포 빅데이터로 보니…아직 전국민 관심 밖 이야기
  1. 1[국감 현장] 부산대 “사범대, 교대 이전 추진”…조민 보고서는 공개 거부
  2. 2읍·면·동 소멸위험지역 비율…부산 48.3% 서울 3.3%
  3. 3여당, 부산저축은행·엘시티 소환…‘대장동 맞불’ 효과는 글쎄
  4. 4이전기관도 아닌데…해양진흥공사 5명 중 1명 사택 제공
  5. 5“호남서도 전두환 정치는 잘했다고 해” 윤석열 또 설화
  6. 6이재명 ‘역벤션’ 효과? 양자대결 원희룡에도 오차범위 첫 열세
  7. 7한미 종전선언 첫 논의…성 김, 후속 협의차 주말 방한
  8. 8경기도 국감 놓고 여당 “이재명 완승” 야당 “궤변 대행진”
  9. 9북한, SLBM 추정 미사일 또 발사
  10. 10윤석열 해양특별시, 홍준표 금감원 이전…야당 주자 ‘부산 선물’ 보따리
  1. 1부산시티투어 가장 마음에 드는 새 코스는
  2. 2부산 휘발윳값 곧 2000원대(ℓ당 가격) 등장…유류세 인하 목소리 커
  3. 3부울경…수소 메가블록으로 <7> 수소경제선도기업-경남 창원 범한퓨얼셀
  4. 4범천동 생활숙박시설 ‘아카이브 부산’ 이달 분양
  5. 5울산 앞바다에 2800t급 스마트선박 띄운다
  6. 621일부터 아파트 경비원에 대리 주차·택배물 배달 못 시킨다
  7. 7주택담보 대출자 41% 신용대출도 받아
  8. 8부산여성경제인협회 창립 22주년 기념식 가져
  9. 9AI 기반 조선·해양 중소 엔지니어링 플랫폼 구축
  10. 10“매출 10% 연구개발 투자…수소연료전지 특허만 80건”
  1. 1옛 그랜드호텔 부지 개발사, 건축심의 돌연 자진 취하 왜
  2. 2금정산 국립공원화 ‘GB해제’ 카드로 범어사 설득
  3. 3“트램 구입비 180억 부산시에 떠넘기기…해수부 철도법 위배”
  4. 4"웅동1지구 민간사업자 특혜" 경남개발공사 사장 1인시위
  5. 5정책토론 하자고 부르더니...부산지역 청년단체 대표 성범죄 의혹
  6. 6부산엑스포 빅데이터로 보니…아직 전국민 관심 밖 이야기
  7. 7오늘의 날씨- 2021년 10월 20일
  8. 8또 사고친 부산 경찰, 이번엔 동료 성추행
  9. 9부산 코로나19 4,50대 비율 증가...산발적 감염 이어져
  10. 10엑스포 관련 댓글 호남·충청 ‘0’…전국 파급효과 홍보 시급
  1. 1프로구단-지역 상생 리스타트 <3> 지역과 협업 시즌2 시작해야
  2. 2“부산 스포츠 산업화, 구장은 짓고 규제 허물어야 가능”
  3. 3LPGA BMW 챔스 21일 개막…선수단 호텔 격리 시작
  4. 4아이파크 안병준, 초대 ‘정용환상’ 수상
  5. 5아이파크, 개성고 이태민 품었다
  6. 6BNK 썸 박정은 감독 “우승하면 팬과 캠핑 떠나겠다”
  7. 7“부산시청 빙상 실업팀 창단해달라”
  8. 8손흥민, 케인과 통산 35골 합작…EPL 최고 기록에 한 골 차
  9. 9BMW 레이디십 챔피언십 2021 공식 포토콜
  10. 10안방서 대패한 롯데…멀어지는 가을야구
  • 맘 편한 부산
  • 2021조선해양국제컨퍼런스
  • 제10회 국제신문 골프대회
  • 제23회부산마라톤대회
  • 극지논술공모전
  • 조선해양사진 및 어린이 그림공모전
  • 유콘서트
걷고 싶은 부산 그린워킹 홈페이지
국제신문 대관안내
스토리 박스