[헤럴드경제=정찬수 기자] 환경오염과 지구온난화로 인해 각광받고 있는 차세대 청정에너지 수소를 대량 생산할 수 있는 기술이 국내 연구진에 의해 개발됐다.

미래창조과학부는 글로벌프런티어사업의 멀티스케일에너지시스템연구단 지원을 받은 서울대 이종협 교수팀이 햇빛을 이용해 물에서 수소를 생산하는 신개념 기술 개발에 성공했다고 15일 밝혔다.

이종협 교수

연구팀은 에너지 수준이 낮지만 햇빛의 대부분(약 44%)을 차지하는 가시광을 이용해 물에서 기존 방식보다 74배나 더 많은 수소를 생산하는데 성공했으며, 이 원리를 과학적으로 밝히고 실험으로 증명했다.

지금까지의 연구는 태양광 중 일부(4%)를 차지하지만 빛의 세기가 큰 자외선을 이용해 수소를 생산하는데 치중했다. 자외선 양이 극히 적어 수소 생산의 원척적 한계에 부딪혀 가시광선을 활용한 대량 생산 기술이 요구되고 있었다.

연구진은 금 입자에 2개의 나노소재를 붙인 3성분계 나노구조체를 개발해 입자에서 발생한 열전자의 수명을 획기적으로 향상시키는데 성공했다. 기존의 금 나노입자 촉매에 비해 무려 74배 많은 양의 수소를 생산하게 된 것이다.

특히 새롭게 개발된 나노구조체는 물에서 수소 대신 전기에너지도 친환경적으로 얻을 수 있어 태양광에너지 전환분야에서도 활용도가 매우 높을 것으로 평가받고 있다.

400 nm 파장 이상의 가시광 조사조건에서 시간에 따른 광촉매적 수소 생산량.

이종협 교수는 “이번 연구결과는 기존의 에너지 생산 시스템을 혁신해 청정에너지 기반 산업에 기여할 수 있을 것으로 전망된다”며 “향후 에너지 저장기술이 더 발전되면 외부로부터 전기나 연료주입 없이 가전기기나 자동차도 물만으로 작동 시킬 수 있을 것”이라고 밝혔다.

한편 이번 연구결과는 독일에서 발간하는 세계적 권위의 학술지 ‘앙게반테 케미(Angewandte chemie)’에 지난달 28일자 온라인에 게재됐으며, 혁신적인 연구결과와 태양광에너지 전환분야의 파급효과를 인정받아 주목받는 논문인 ‘핫페이퍼(Hot Paper)’로도 뽑혔다.

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