[헤럴드경제=정찬수 기자] 햇빛을 활용해 물을 분해하는 새로운 기술이 국내 연구진에 의해 개발돼 차세대 청정에너지 개발에 새로운 활로가 열릴 것으로 기대된다.

미래창조과학부는 23일 성균관대학교 화학공학부 박종혁 교수팀과 포스텍 신소재공학과 김종규 교수팀이 공동으로 태양광에너지를 활용해 물을 분해하는 새로운 나노소재를 개발했다고 밝혔다. 물 분해를 이용한 차세대 청정에너지인 수소 생산과 연관된 후속연구가 이어질 것으로 기대된다.

태양광으로 물을 분해해 수소를 생산하는 것은 ‘성배’라고 불리며 1970년대부터 지속적으로 연구돼 온 분야다. 하지만 태양광 물 분해 효율이 3% 수준에 그쳐 실용화하기에는 부족했던 것이 현실이었다.

[사진=김종규 교수]

연구팀은 새로운 소재에 주목했다. 텅스텐 산화물을 꼬아 만든 구조에 태양광 흡수에 유리한 비스무스 바나듐 산화물을 코팅한 물질을 광전극 소재로 사용한 것이다. 이 결과 태양광 물 분해 효율을 6% 이상 개선하는데 성공해, 실용화에 필요한 최소 효율인 10%에 근접할 수 있는 토대를 마련했다.

박 교수는 물 분해에 쓰이는 대표적인 광촉매 소재인 티타늄 금속산화물 대비 수소 생산량이 10배 이상 차이가 난다고 밝혔다. 텅스텐 산화물의 특이한 꼬임구조는 태양빛을 강하게 산란시키고, 산란된 빛을 흡수한 비스무스 바나듐 산화물이 만들어내는 전자가 물의 분해를 원활하게 한다는 설명이다.
 

[사진=박종혁 교수]

특히 태양전지처럼 태양광 에너지를 전기에너지로 변화하면 바로 사용해야 하지만, 화학에너지인 수소로 변환하면 휘발유나 LPG가스처럼 저장이나 수송이 가능해 친환경에너지로 적합하다는 분석이다.

박 교수는 “미래 청정에너지에 대한 관심이 높아지는 가운데 태양광 에너지를 수소 같은 화학에너지로 변환하는 기술의 상용화 가능성을 크게 높일 수 있는 초석이 될 것”이라고 연구 의의를 밝혔다.

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