UNIST는 에너지화학공학과 류정기 교수팀과 POSTECH 화학과 박수진 교수팀이 공동 연구를 통해 태양광을 기반으로 수소 및 고부가화합물의 생산이 동시에 가능한 하이브리드 실리콘 광촉매를 개발했다고 3일 밝혔다.
기존 촉매는 태양광으로 활용하기 어렵거나 독성을 가져 발암의 원인이 되는 등 친환경적이지 않다는 단점이 있었다. 반면 실리콘 광촉매는 가시광선을 흡수할 수 있어 태양광의 활용도가 높다. 생산 과정에서도 유해 화학물질을 배출하지 않아 친환경적 광촉매로 주목받고 있다.
연구팀은 실리콘 광촉매 표면에 니켈이 도핑된 그래핀 퀀텀닷을 2~3nm의 두께로 균일하게 코팅해 높은 수소 생산 효율 및 안정성을 확보했다. 표면이 개질된 하이브리드 실리콘 광촉매는 기존 실리콘 광촉매 대비 약 28배 높은 수소 생산 효율을 보였다. 산화 반응에서는 물 대신 생물유기체인 바이오매스를 활용해 고부가화합물의 생산이 가능함을 확인했다. 98%의 원형을 유지함으로써 높은 안정성 또한 확보했다.
류정기 UNIST 에너지화학공학과 교수는 “개발된 무독성 저가 실리콘 광촉매는 높은 태양광 흡수율을 통한 고효율의 수소 생산이 가능할뿐만 아니라 방향족 화합물의 생산이 가능해 새로운 태양광 촉매 시스템을 제시했다는 점에서 의미가 크다”고 설명했다.
이춘봉기자 bong@ksilbo.co.kr
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