유니스트 연구팀, 기존 5% 효율 뛰어넘는 '8% 인공나뭇잎' 개발
[아시아경제 정종오 기자] 햇빛을 잘 빨아들여 효율이 8%에 이르는 '인공나뭇잎'이 개발됐습니다. 기존 제품은 5% 효율에 불과했습니다. 이를 응용하면 인공광합성 소자를 만들어 수소 연료를 만들 수 있습니다.
유니스트(UNIST, 총장 정무영) 연구팀이 고효율 '인공나뭇잎(광촉매)'을 내놓았습니다. 인공나뭇잎은 물과 햇빛을 원료로 양분을 만드는 나뭇잎처럼 햇빛을 이용해 값비싼 수소 연료를 생산하는 반도체 소자를 말합니다.
친환경적 비스무스 바나데이트 산화물과 산화철을 나란히 연결해 실제 소자를 개발했습니다. 이종쌍전극 중 비스무스 바나테이트는 짧은 파장의 빛을, 산화철은 긴 파장의 빛을 각각 활용합니다. 이 결과 지금까지 5% 정도에 머물던 태양광 전환 효율은 8% 수준까지 높아졌습니다.
이번 연구는 이재성(62) UNIST 에너지 및 화학공학부 교수팀이 수행했습니다. 독일 헬름홀츠 연구소 반디크롤(van de Krol) 교수팀과 함께 물속에서 햇빛을 받으면 수소를 발생시키는 인공나뭇잎 소자를 선보였습니다. 이재성 교수는 "상대적으로 값싸고 안정적 산화물을 이용한 광촉매 중에서 8% 효율은 세계 최고 수준"이라며 "이번 연구는 인공나뭇잎 기술의 상용화 기준으로 여겨지는 효율 10%를 턱밑까지 쫓아가는 중요한 이정표를 만들었다"고 말했습니다.
이 교수는 "이 기술로 3년 내에 효율 10%를 달성해 재생 에너지형 수소충전소를 세우는 데 기여할 것"이라며 "이제 막 보급되기 시작한 수소연료전지 자동차에 값싼 수소를 공급하는 기술이 될 것"이라고 전망했습니다. 이번 논문의 제1저자로는 김진현(28) 포스텍(POSTECH) 환경공학과 박사과정 연구원과 장지욱(33) 유니스트 에너지 및 화학공학부 교수가 참여했습니다.
연구 결과는 국제 학술지 네이처 커뮤니케이션(Nature Communications) 12월14일자(논문명: Hetero-type dual photoanodes for unbiased solar water splitting with extended light harvesting)에 실렸습니다.
정종오 기자 ikokid@asiae.co.kr
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