국내 연구진이 광촉매를 통해 물을 분해해 수소를 효율적으로 생산하는 기술을 개발했다.

교육과학기술부는 포스텍 화학공학과 이재성 교수(사진)팀이 이 같은 연구 성과를 냈다고 1일 발표했다. 광촉매란 햇빛을 받아 물을 분해해 수소와 산소를 만들어내는 반도체 물질을 말한다. 광촉매 이용법은 청정에너지인 수소 생산기술로 각광받고 있으나 효율이 낮은 단점이 있었다.

연구팀은 산화텅스텐 광전극(광촉매를 전극 형태로 만든 것)으로 만든 반도체 위에 또 다른 물질로 만들어진 반도체를 얇게 입혔다. 이를 통해 빛의 흡수율을 높여 산화텅스텐만으로 만든 기존 광전극 대비 효율을 74%가량 끌어올렸다는 게 연구팀의 설명이다.

연구팀은 또 광전극을 나노 막대 형태로 특수 설계해 다른 광전극보다 광전자의 손실을 줄였다. 광전자는 반도체 물질에서 빛을 받아 튀어나온 전자로 소실되지 않고 잘 왔다갔다 해야 광촉매의 성능이 좋아진다. 이 교수는 “기존에 3%에 머물러 있던 태양에너지의 수소전환 효율을 1%가량 높였다는 데 의미가 있다”고 말했다.

21세기프론티어사업 고효율수소에너지사업단의 지원을 받은 이 연구 결과는 에너지환경분야 학술지 ‘에너지와 환경과학’ 및 재료분야 학술지 ‘어드밴스드 머티리얼즈’에 실렸다.