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포스텍, 고효율 수소 생산기술 개발
- 작성자
- 최고관리자
- 작성일
- 12-03-02 11:17
- 조회수
- 4,425
포스텍, 고효율 수소 생산기술 개발
이재성 교수팀, 광촉매 활용
국내 연구진이 광촉매를 통해 물을 분해해 수소를 효율적으로 생산하는 기술을 개발했다.
교육과학기술부는 포스텍 화학공학과 이재성 교수(사진)팀이 이 같은 연구 성과를 냈다고 1일 발표했다. 광촉매란 햇빛을 받아 물을 분해해 수소와 산소를 만들어내는 반도체 물질을 말한다. 광촉매 이용법은 청정에너지인 수소 생산기술로 각광받고 있으나 효율이 낮은 단점이 있었다.
연구팀은 산화텅스텐 광전극(광촉매를 전극 형태로 만든 것)으로 만든 반도체 위에 또 다른 물질로 만들어진 반도체를 얇게 입혔다. 이를 통해 빛의 흡수율을 높여 산화텅스텐만으로 만든 기존 광전극 대비 효율을 74%가량 끌어올렸다는 게 연구팀의 설명이다.
연구팀은 또 광전극을 나노 막대 형태로 특수 설계해 다른 광전극보다 광전자의 손실을 줄였다. 광전자는 반도체 물질에서 빛을 받아 튀어나온 전자로 소실되지 않고 잘 왔다갔다 해야 광촉매의 성능이 좋아진다. 이 교수는 “기존에 3%에 머물러 있던 태양에너지의 수소전환 효율을 1%가량 높였다는 데 의미가 있다”고 말했다.
21세기프론티어사업 고효율수소에너지사업단의 지원을 받은 이 연구 결과는 에너지환경분야 학술지 ‘에너지와 환경과학’ 및 재료분야 학술지 ‘어드밴스드 머티리얼즈’에 실렸다.
교육과학기술부는 포스텍 화학공학과 이재성 교수(사진)팀이 이 같은 연구 성과를 냈다고 1일 발표했다. 광촉매란 햇빛을 받아 물을 분해해 수소와 산소를 만들어내는 반도체 물질을 말한다. 광촉매 이용법은 청정에너지인 수소 생산기술로 각광받고 있으나 효율이 낮은 단점이 있었다.
연구팀은 산화텅스텐 광전극(광촉매를 전극 형태로 만든 것)으로 만든 반도체 위에 또 다른 물질로 만들어진 반도체를 얇게 입혔다. 이를 통해 빛의 흡수율을 높여 산화텅스텐만으로 만든 기존 광전극 대비 효율을 74%가량 끌어올렸다는 게 연구팀의 설명이다.
연구팀은 또 광전극을 나노 막대 형태로 특수 설계해 다른 광전극보다 광전자의 손실을 줄였다. 광전자는 반도체 물질에서 빛을 받아 튀어나온 전자로 소실되지 않고 잘 왔다갔다 해야 광촉매의 성능이 좋아진다. 이 교수는 “기존에 3%에 머물러 있던 태양에너지의 수소전환 효율을 1%가량 높였다는 데 의미가 있다”고 말했다.
21세기프론티어사업 고효율수소에너지사업단의 지원을 받은 이 연구 결과는 에너지환경분야 학술지 ‘에너지와 환경과학’ 및 재료분야 학술지 ‘어드밴스드 머티리얼즈’에 실렸다.
태양빛 이용 수소생산성 향상
경제적 대량생산 가능성 제시
태양에너지를 수소에너지로 전환하는 효율을 높일 수 있는 기술을 국내 연구진이 개발했다. 차세대 에너지원인 수소를 대량생산할 수 있는 가능성을 제시한 연구로 주목된다.
교육과학기술부는 포스텍(포항공과대학교) 이재성 교수(사진) 연구팀이 태양빛을 이용해 수소 생산효율을 획기적으로 높이는 기술을 개발하는 데 성공했다고 1일 밝혔다.
지금까지는 천연가스, 석유, 석탄과 같은 화석연료에 열을 가해 화석연료에 포함된 수소를 추출하거나 물을 전기분해해 수소를 제조하는 방법을 이용했다.
지구상에 무궁무진한 태양에너지와 물로부터 수소에너지를 제조하는 기술은 비용이 적게 들고 환경오염 물질이 발생하지 않는 '꿈의 기술'로 불린다.
햇빛을 받으면 전기가 발생하는 광촉매 전극을 이용해 물을 직접 분해하면 수소를 대량생산할 수 있지만 태양에너지를 수소로 전환하는 효율이 떨어지는 것이 대규모 상용화의 걸림돌로 지목된다.
이재성 교수팀은 서로 다른 반도체를 접합해 광전극을 만드는 기술과 광전극 표면을 여러 개의 나노막대로 조립하는 기술을 개발해 광전자의 손실을 줄이는 데 성공했다.
이 결과 3%에 머물던 수소 생산효율을 4%로 높일 수 있었다. 이 기술이 경제성을 확보하려면 태양에너지를 수소로 전환하는 효율이 10%까지 높아져야 한다는 게 연구팀의 설명이다.
이 교수는 "에너지효율을 4%대로 향상시킬 수 있는 새로운 핵심 기반기술을 개발한 데 의미가 있다"며 "지금과 같은 속도로 연구가 지속된다면 오는 2020년 신재생에너지로부터 양질의 수소를 경제적으로 대량생산할 수 있는 태양연료 기술을 실용화할 수 있을 것"이라고 말했다.
교육과학기술부는 포스텍(포항공과대학교) 이재성 교수(사진) 연구팀이 태양빛을 이용해 수소 생산효율을 획기적으로 높이는 기술을 개발하는 데 성공했다고 1일 밝혔다.
지금까지는 천연가스, 석유, 석탄과 같은 화석연료에 열을 가해 화석연료에 포함된 수소를 추출하거나 물을 전기분해해 수소를 제조하는 방법을 이용했다.
지구상에 무궁무진한 태양에너지와 물로부터 수소에너지를 제조하는 기술은 비용이 적게 들고 환경오염 물질이 발생하지 않는 '꿈의 기술'로 불린다.
햇빛을 받으면 전기가 발생하는 광촉매 전극을 이용해 물을 직접 분해하면 수소를 대량생산할 수 있지만 태양에너지를 수소로 전환하는 효율이 떨어지는 것이 대규모 상용화의 걸림돌로 지목된다.
이재성 교수팀은 서로 다른 반도체를 접합해 광전극을 만드는 기술과 광전극 표면을 여러 개의 나노막대로 조립하는 기술을 개발해 광전자의 손실을 줄이는 데 성공했다.
이 결과 3%에 머물던 수소 생산효율을 4%로 높일 수 있었다. 이 기술이 경제성을 확보하려면 태양에너지를 수소로 전환하는 효율이 10%까지 높아져야 한다는 게 연구팀의 설명이다.
이 교수는 "에너지효율을 4%대로 향상시킬 수 있는 새로운 핵심 기반기술을 개발한 데 의미가 있다"며 "지금과 같은 속도로 연구가 지속된다면 오는 2020년 신재생에너지로부터 양질의 수소를 경제적으로 대량생산할 수 있는 태양연료 기술을 실용화할 수 있을 것"이라고 말했다.
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