DGIST 유종성 교수팀, 태양광으로 물을 수소로 분해하는 촉매 개발

↑ 유종성 DGIST 교수 [사진제공 = DGIST]

DGIST(디지스트) 에너지공학전공 유종성 교수팀이 태양광을 이용해 물을 산소와 수소로 효율적으로 분해할 수 있는 신개념 촉매를 합성하는데 성공했다.
이 방식은 기존 촉매 방식보다 효율성을 높여 수소 대량 생산에 도움이 될 것으로 기대되고 있다.
27일 디지스트에 따르면 유 교수팀은 미국 캘리포니아주립대 버클리캠퍼스 사무엘 마오 교수팀과 함께 마그네슘 하이드리드(MgH2)를 이용해 이산화티타늄으로 된 광촉매 표면에 산소를 제거하고 그 자리에 다시 수소를 채워 넣는 방식으로 수소 원자가 도핑된 새로운 광촉매를 개발했다.
연구팀이 개발한 광촉매는 수소 생성을 위해 사용하던 기존의 이산화티타늄 광촉매보다도 에너지 대역 사이의 차이를 줄여 약 4배 더 높은 활성도를 안정적으로 유지할 수 있는 것이 특징이다. 또 기존의 광촉매와 달리 가시광선에도 다른 화학반응과 융합할 수 있어 수소 생산의 한계점도 극복했다는 평가다.
이로 인해 유 교수팀은 새로운 광촉매 개발을 통해 수소 생산의 효율성과 안정성을 모두 혁신적으로 개선해 향후 수소 에너지 대중화에 기여할 수 있을 것으로 기대하고 있다.
현재 수소는 화석에너지 사용량 증가에 따른 대기오염과 지구 온난화 등 환경 문제가 심화되자 차세대 에너지원으로 주목받고 있다. 이 때문에 태양광과 광촉매를 활용해 물을 분해해 수소를 얻는 방식과 그 효율에 대한 연구는 전세계적으로 진행 중이다.
유 교수는 "이번에 개발한 광촉매는 기존 수소 생산에 쓰인 광촉매에 비해 그 성능이 수 배 향상된 광촉매로 합성방법으로 향후 수소 에너지 상용화에 많은 도움을 줄 수 있을 것으로 기대한다"며 "광촉매의 효율과 경제성을 개선하는 후속 연구를 통해 화석에너지를 대체할 수 있는 안정적인 수소 에너지 생산 환경을 조성하는데 앞장서겠다"고 말했다.
한편 이번 연구 결과는 화공촉매 분야 상위 1% 국제학술지 '어플라이드 카탈리시스 B : 인바이러멘탈' 8월 10일자 온라인판에 게재됐다.
[대구 = 우성덕 기자]