국내 연구진이 태양광 이용을 극대화해 수소를 보다 쉽게 생산할 수 있는 기술을 개발했다.
임재홍 재료연구소 표면기술연구본부 선임연구원과 유봉영 한양대 교수 공동연구팀은 폴리머 구체를 이용해 태양광 흡수를 극대화하는 방식으로 수소 생산 효율을 높인 ‘3차원 산화구리 광전극’ 개발에 성공했다.
무공해 에너지원 수소는 자동차 등 수송기기나 발전 장비 등에 사용할 수 있어 세계적으로 관련 연구가 활발하다. 수소 생산에는 물을 전기 분해하는 수소제조법이 주로 사용되지만 전기 사용량이 많아 최근에는 태양을 이용한 수소생산 기술이 새롭게 주목받고 있다.
공동연구팀이 개발한 3차원 산화구리 광전극은 태양에너지 이용을 극대화해 저비용, 친환경적 방법으로 수소를 생산할 수 있는 기술이다.
공동연구팀은 금속 기판 위에 300㎚(나노미터) 크기의 작은 구슬 모양의 폴리머 구체를 쌓고, 물속에서 산화구리를 2∼3㎛(마이크로미터)의 얇은 막으로 증착하는 습식 전해증착법을 이용해 3차원 광전극을 만들었다. 기존 전기화학공정에 풍부한 구리 자원을 십분 활용한 것으로 비교적 간단하고 저렴하게 고효율의 수소 발생 3차원 광전극을 제조한 것이다.
3차원 광전극은 산화구리뿐 아니라 다른 물질의 적용도 가능해 향후 안정적이고 효율적인 다양한 광전극 개발이 가능할 것으로 전망되고 있다.
임재홍 연구원은 “기존의 광전극은 평면 구조여서 빛의 반사로 인한 광 손실이 많고, 반면 물과의 표면 접촉면은 작아 수소 발생이 한정적이었다”며 “이 기술을 이용하면 빛의 흡수율과 접촉 면적이 극대화돼 광전극의 효율을 2배 정도 높일 수 있다”고 말했다.
창원=임동식기자 dslim@etnews.com
