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[IT뉴스]“수소 생산, 광전극 효율·내구성↑”…태양광 그린수소 시대 열린다

온카뱅크관리자

2024-11-10 09:21:53

<div id="layerTranslateNotice" style="display:none;"></div>  <strong class="summary_view" data-translation="true">- UNIST·스위스 취리히대 연구팀 <br>- 금속산화물 광전극 보호물질 개발</strong> 
        <div class="article_view" data-translation-body="true" data-tiara-layer="article_body" data-tiara-action-name="본문이미지확대_클릭"> 
         <section dmcf-sid="6p1Parqy0Z">
          <figure class="figure_frm origin_fig" dmcf-pid="PtTbRats0X" dmcf-ptype="figure">
           <p class="link_figure"><img alt="[게티이미지뱅크]" class="thumb_g_article" data-org-src="https://t1.daumcdn.net/news/202411/10/ned/20241110092155236bgil.jpg" data-org-width="640" dmcf-mid="46KosyP3u1" dmcf-mtype="image" height="auto" src="https://img2.daumcdn.net/thumb/R658x0.q70/?fname=https://t1.daumcdn.net/news/202411/10/ned/20241110092155236bgil.jpg" width="658"></p>
           <figcaption class="txt_caption default_figure">
            [게티이미지뱅크]
           </figcaption>
          </figure>
          <p dmcf-pid="QFyKeNFO3H" dmcf-ptype="general">[헤럴드경제=구본혁 기자] 태양광 그린수소 생산 기술의 상용화가 눈앞에 다가왔다. 기술의 핵심인 광전극의 성능이 오랫동안 유지되도록 보호하는 물질이 개발됐기 때문이다.</p>
          <p dmcf-pid="x5Sqxo5r7G" dmcf-ptype="general">울산과학기술원(UNIST) 에너지화학공학과 류정기 교수와 스위스 취리히대학교(UZH) 데이비드 틸레이 교수 연구팀은 태양광 수소 생산에 쓰는 금속산화물 광전극의 내구성을 획기적으로 개선하는 보호층을 개발했다.</p>
          <p dmcf-pid="yn6Dytnb3Y" dmcf-ptype="general">태양광 수소 생산은 물속 광전극에 햇빛을 쪼여 수소를 생산하는 기술이다. 햇빛을 받은 광전극의 표면에서 물이 전기화학반응을 거쳐 수소와 산소로 분해돼 나오는 원리다.</p>
          <p dmcf-pid="WLPwWFLKpW" dmcf-ptype="general">이 기술은 물 산화 과정에서 광전극이 부식되는 문제가 있어 상업화를 위해서는 이를 효과적으로 보호할 수 있는 물질 개발이 필수다. 특히 금속산화물 광전극은 값싼 소재임에도 마땅한 보호층이 없이 기술 개발이 더뎠다.</p>
          <p dmcf-pid="YIAHz4Ii0y" dmcf-ptype="general">연구팀은 기존 고가의 반도체 광전극을 보호하는 데 쓰는 이산화티타늄에 폴리에틸렌이민 고분자를 추가해 금속산화물 광전극의 보호층을 개발했다. 이 보호층은 광전극이 빛을 흡수하여 만든 전자(음전하 입자)는 차단하고, 물 산화반응에 참여하는 정공(양전하 입자)만 선택적으로 전달하는 특성이 있어 광전극의 성능향상과 함께 부식을 막을 수 있다.</p>
          <div dmcf-pid="GCcXq8Cn0T" dmcf-ptype="general">
           <p>개발된 보호층을 비스무트바나데이트(BiVO4) 광전극에 적용한 결과, 높은 전류밀도(2.03 mA/cm2)와 함께 400시간 이상 안정적으로 물 분해 반응을 지속했다. 보호층이 없는 광전극이 5시간 만에 성능이 저하되는 것과 비교해 안정성이 크게 향상된 것이다. 전류밀도는 광전극의 효율을 나타내는 지표다.</p>
          </div>
          <figure class="s_img figure_frm origin_fig" dmcf-pid="HhkZB6hL3v" dmcf-ptype="figure">
           <p class="link_figure"><img alt="류정기 UNIST 교수.[UNIST 제공]" class="thumb_g_article" data-org-src="https://t1.daumcdn.net/news/202411/10/ned/20241110092156899jboh.jpg" data-org-width="168" dmcf-mid="8GD1KQSgu5" dmcf-mtype="image" height="auto" src="https://img2.daumcdn.net/thumb/R658x0.q70/?fname=https://t1.daumcdn.net/news/202411/10/ned/20241110092156899jboh.jpg" width="168"></p>
           <figcaption class="txt_caption default_figure">
            류정기 UNIST 교수.[UNIST 제공]
           </figcaption>
          </figure>
          <p dmcf-pid="XcJh1zc6US" dmcf-ptype="general">또 개발된 보호층은 비스무트바나데이트 뿐만 아니라 산화철(Fe2O3)과 같은 다양한 금속 산화물 기반 광전극에도 쓸 수 있다.</p>
          <p dmcf-pid="ZkiltqkPul" dmcf-ptype="general">류정기 에너지화학공학과 교수는 “이번 연구결과는 저비용 고안정성 태양광 물 분해 기술 개발의 중요한 돌파구가 될 것”이라며 “태양광으로 고부 가치 자원을 생산하는 다른 광전기화학 전지 개발에도 기여할 것으로 기대된다” 라고 말했다.</p>
          <p dmcf-pid="5EnSFBEQzh" dmcf-ptype="general">한국연구재단 지원으로 수행된 이번 연구결과는 국제학술지 ‘네이처 커뮤니케이션즈’에 11월 1일 게재됐다.</p>
          <p dmcf-pid="1YOp4dYc3C" dmcf-ptype="general">nbgkoo@heraldcorp.com</p>
         </section> 
        </div> 
        <p class="" data-translation="true">Copyright © 헤럴드경제. 무단전재 및 재배포 금지.</p>

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