국내 연구진이 물에서 청정에너지인 수소에너지를 효율적으로 생산할 수 있는 기술을 개발했다.

한국연구재단은 연세대 박종혁 교수·포스텍 김종규 교수 공동 연구팀이 태양광을 재활용해 수소에너지 생산 기술의 효율을 높였다고 20일 밝혔다.

현재 화석연료를 대체할 수 있는 청정 수소에너지를 생산하기 위해 태양광을 이용한 광전기화학적 물 분해방식이 쓰이고 있다.

하지만 광전기화학셀을 작동하기 위해 태양광에너지에 추가로 전압을 공급해야 해 비용이 많이 드는 단점이 있다.

최근 광전기화학셀에 태양전지 소자를 결합해 태양광 만으로 수소에너지를 생산할 수 있는 기술이 개발됐지만, 수소에너지 전환 효율이 4-5%에 불과하다는 한계가 있다.

연구팀은 광전기화학셀-태양전지 소자에 태양광을 재활용할 수 있는 ‘전도성 분포 브래그 반사기’를 도입해 자가발전 수소 생산시스템을 개발했다.

연구팀이 개발한 시스템은 광전기화학셀층에서 투과된 단파장을 다시 반사시켜 햇빛을 재활용함으로써 효율을 7%로 끌어 올렸다.

외부에서 전기를 걸어줄 필요 없이 수소를 생산할 수 있는데다, 제작 비용도 저렴하다.

태양광에너지의 수소에너지 전환효율은 10% 정도만 돼도 실용화가 가능하다.

이번 연구는 미래창조과학부 기초연구사업(개인연구)의 지원을 받았다. 연구 성과는 권위 있는 국제 학술지 ‘네이처 커뮤니케이션스’(Nature Communications) 지난달 21일자에 실렸다.

박종혁 교수는 “이번에 개발한 기술은 태양전지, 발광소자(LED) 등에 적용할 수 있다”면서 “수년 내에 상용화할 계획”이라고 말했다. /연합뉴스

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