광전극 내구성 강화해 태양 빛 이용 그린 수소 생산효율 높인다

(대전=연합뉴스) 김준호 기자 = 온실가스 발생 없이 태양 빛으로 물에서 수소를 생산하는 '광전극'의 내구성을 높일 생체모방형 하이드로젤 보호 기술이 개발됐다.

한국연구재단은 연세대 문주호·이형석 교수 연구팀이 광전극의 손상을 방지하고 구동 시간을 획기적으로 증가시킬 수 있는 신개념 하이드로젤 기반 보호 기술을 개발했다고 10일 밝혔다.

광전극을 활용한 물 분해 기술은 그린 수소를 생산할 수 있는 친환경 미래 기술이다. 생산효율을 높이려는 많은 시도가 이뤄졌으나, 광전극 부식과 표면 촉매 탈착 등에 따른 내구성 저하 때문에 실용화에 어려움을 겪고 있다.

연구팀은 해양 식물 표피층의 하이드로젤 보호막이 내부 세포 손상을 억제하는 것에 주목해 물속에서 작동하는 광전극의 표면을 이와 유사하게 설계했다.

상처드레싱·소프트렌즈·기저귀 등에 사용되는 하이드로젤은 물을 많이 머금을 수 있는 3차원 다량체이다.

연구팀은 하이드로젤의 특성을 최적화해 장시간 구동이 가능한 보호막 조건을 도출하고, 이 보호막을 사용하면 광전극 구동 시간이 획기적으로 증가하는 사실을 입증했다.

하이드로젤의 나노그물망이 광전극 부식과 표면 촉매 탈착을 동시에 억제해 내구성도 높였다.

문주호 교수는 "다양한 광전극에 적용할 수 있는 저가 하이드로젤 보호 기술을 최초로 제시했다"고 말했다.

이번 연구 성과는 에너지 분야 국제학술지 '네이처 에너지'에 온라인 게재됐다.

kjunho@yna.co.kr

제보는 카카오톡 okjebo <저작권자(c) 연합뉴스, 무단 전재-재배포 금지> 2022/06/10 00:00 송고