물에 햇빛 비추면 수소 대량생산 촉매 개발

서울대 연구진 “기존의 74배 효율”

국내 연구진이 물에 햇빛만 비추면 차세대 에너지원인 수소를 대량 생산할 수 있는 촉매를 개발했다.

이종협 서울대 화학생물공학부 교수팀은 가시광선으로 물에서 수소를 기존보다 74배 높은 효율로 분리할 수 있는 촉매를 개발했다고 15일 밝혔다.

연구팀은 가시광선을 이용해 물에서 수소를 분리할 수 있는 촉매인 금 나노입자에 주목했다. 가시광선을 흡수한 금 나노입자는 ‘열전자’를 방출해 물에서 수소를 분리할 수 있다. 연구팀이 고에너지를 가진 자외선 대신 약한 가시광선을 이용한 것은 자외선보다 가시광선이 태양광에 풍부하게 포함돼 있기 때문이다.

문제는 금 나노입자에서 방출되는 열전자의 수명이 너무 짧아 반응효율이 낮다는 것이었다. 연구팀은 금 입자에 나노소재를 붙여 열전자의 수명을 늘리는 데 성공했다. 이렇게 만든 촉매는 금 나노입자만 사용했을 때보다 74배 많은 양의 수소를 생산했다.

이 교수는 “새로운 촉매를 이용하면 물에서 수소 대신 전기에너지도 직접 얻을 수 있어 물만으로 작동되는 가전기기, 자동차도 만들 수 있을 것”이라며 “지속적으로 연구하면 1, 2년 안에 상용화할 수 있을 것”이라고 설명했다.

이번 연구는 글로벌프런티어사업단 멀티스케일 에너지시스템 연구단의 지원을 받아 수행됐다. 연구 결과는 화학 분야 권위지 ‘앙게반테 케미’ 8월 28일자 온라인판에 실렸다.

이우상 동아사이언스 기자 idol@donga.com