수소 생산 광촉매 성능 획기적 높인 UNIST

UNIST(울산과학기술원)는 이재성 에너지화학공학과 교수 연구팀(사진)이 태양광과 물로 청정 수소를 만드는 산화철 광촉매의 성능과 효율을 획기적으로 개선했다고 29일 발표했다.

산화철은 물속에서 안정적이고 값이 싸며, 환경에 무해할 뿐만 아니라 넓은 파장대 햇빛을 흡수해 청정 수소를 만드는 핵심 촉매로 주목받고 있다. 하지만 전자적 성질이 열악해 그대로 사용할 경우 효율성이 낮다.

연구팀은 산화철을 연필처럼 이중 원통형 막대 구조체로 만드는 방법으로 이 문제를 해결했다. 공기 중에서 잘 산화하지 않는 원자번호 73번 탄탈룸(Ta)이 첨가된 산화철 중심부를 산화철 껍질로 감싸 나노 막대 구조로 합성한 뒤 높은 온도에서 구워 광촉매 전극을 만들었다. 그 결과 에너지 소모는 낮아지고, 전류 밀도(수소 생산량)는 66.8% 증가했다.

이 교수는 “개발한 광촉매로 청정 태양광수소 생산 시스템의 상용화 연구에 새 발판을 마련했다”며 “추가 연구로 수소 대량생산 시대를 선도하겠다”고 강조했다.

울산=하인식 기자 hais@hankyung.com