DGIST, 수소 에너지 대량 확보 길 열려

DGIST 유종성 교수(에너지시스템공학전공) 연구팀이 친환경 대체에너지인 수소 에너지 생산의 기존 단점을 극복하고 고효율 생산에 박차를 가할 새로운 합성법을 개발했다.과거 수십년간 광촉매 수소 생산을 위해 비교적 저렴한 가격과 안정적이고 친환경적인 TiO2(이산화 타이타늄)를 이용한 많은 연구가 이뤄졌으나, 자외선 영역에서만 활성이 우수하고, 태양광의 대부분인 가시광 영역에서는 활성이 거의 없어 실제 활용되지는 못하는 실정이었다.유 교수 연구팀은 마그네슘과 수소를 이용한 새로운 합성법을 적용, 기존 흰색의 TiO2에서 산소가 결핍된 검정색의 black 타이타니아 소재를 합성하는데 성공했다.이번에 개발된 합성법으로 제조된 black 타이타니아는 광활성이 우수하지 못했던 기존 단점을 극복하고, 태양광에서 수소 생산에 적합한 고효율의 광활성 특성과 안정성을 가진 새로운 가시광 활성 소재이다.개발된 새로운 합성법은 강력한 환원제인 마그네슘과 수소 가스를 동시에 활용함으로써 반도체 산화물에서 산소가 결핍돼 형성되는 활성점을 최대화하고, 재결합센터의 생성을 억제 및 조절할 수 있는 가능성을 확보했다.이번 연구를 통해 합성된 black 타이타니아는 전기전도도 향상 및 활성점인 산소 결함자리의 안정적인 형성을 가능케 해, 광활성 소재는 물론 연료전지, 이차전지, 센서 등 다양한 응용분야에 크게 기여할 것으로 기대된다.유종성 교수는 “이번 연구는 오랫동안 추구해온 가시광 감응 고효율 수소 생성 광촉매 개발에 새로운 실마리이자 다양한 응용 분야의 신소재 개발에 돌파구를 제공하게 될 것”이라며 “앞으로 저가의 친환경 대량 수소 생성을 통해 수소 경제 사회로의 진입에 일조할 수 있기를 기대한다”고 말했다.한편 이번 연구는 에너지 분야 세계 최고 저널 중 하나인 Energy & Environmental Science(SCI IF : 20.523) 온라인판 지난달 21일 게재됐으며, 교육과학기술부 도약연구 및 글로벌프론티어 과제의 일환으로 이뤄졌다.