연세대, 흡수·전도도 높이는 소재 제조기술 개발 … 최대 이론값 실현
화학뉴스 2015.09.14
국내 연구진이 티타늄 산화물(TiO2)을 이용해 태양광 소자의 수소 생산효율을 획기적으로 높일 수 있는 나노소재 제조기술을 개발했다.
연세대 박종혁 교수, 아주대 조인선 교수, 포스텍 박태호 교수 연구팀은 광 촉매인 TiO2를 이용해 태양광 흡수 능력 및 전기전도도를 크게 높이는 나노소재 제조기술을 개발했으며 태양광 소자의 물 분해 수소생산 효율을 최대 이론값 수준으로 끌어올리는데 성공했다고 9월14일 발표했다. 태양광 수소 생산 소자는 태양광을 이용해 전기를 생산하는 태양전지와 달리 물을 분해해 미래 청정에너지로 주목받는 수소를 생산하는 소자로 상업화하려면 생산효율을 10% 이상으로 높여야 하는 과제가 있었으며 TiO2 및 텅스텐 산화물(WO3), 비스무트바나듐 산화물(BiVO4) 등은 효율이 낮아 태양광 소자의 수소 생산효율을 높이는데 어려움을 겪어왔다. 연구진은 TiO2 소재를 저가의 공정으로 나노튜브 구조로 만들어 용액공정과 화염공정을 결합한 새로운 이중 환원 공정처리를 통해 태양광 물분해 수소생산 효율이 최대 이론값에 근접하는 TiO2 나노튜브 소재를 제작했으며, 광전류 값이 최대 이론값에 가까운 2.1mA/㎠을 기록한 것으로 알려졌다. 연구진은 “용액·화염 이중공정을 기반으로 한 나노소재 고기능화 기술은 TiO2 소재 뿐만 아니라 WO3, 산화철, BiVO4 등에도 확대 적용할 수 있다”며 “이론값이 높아 추가 연구개발을 통해 효율 한계인 10% 벽을 충분히 넘을 수 있을 것으로 기대한다”고 밝혔다. 연세대 박종혁 교수는 “연구결과는 현재 화장품·페인트 등 다양한 곳에 사용되는 TiO2 소재의 응용분야로 확대하고 태양광 에너지 수소변환 기술의 상용화 가능성을 높이는 계기를 마련한 것”이라고 강조했다. <화학저널 2015/09/14> |
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