울산과기원 이재성 교수팀
해조류 광합성 원리 모방해

국내 연구진이 광합성을 하는 나뭇잎처럼 햇빛을 이용해 수소 연료를 생산하는 ‘인공나뭇잎’(광촉매)을 개발했다.

울산과학기술원(UNIST)은 이재성(62·사진) 에너지 및 화학공학부 교수팀이 독일 헬름홀츠 연구소 반디크롤 교수팀과 함께 물속에서 햇빛을 받으면 수소를 만드는 인공나뭇잎 소자를 개발했다고 14일 밝혔다.

인공나뭇잎은 해조류의 광합성 원리를 모방했다. 해조류는 자신이 자생하고 있는 바다 깊이까지 도달하는 빛의 파장만을 선택적으로 활용하는 맞춤형 광합성을 한다. 연구진은 인공나뭇잎이 햇빛의 서로 다른 파장대를 나눠 이용할 수 있도록 두 개의 광촉매 물질을 병렬로 연결한 ‘이종쌍전극(Hetero dual photoanode)’을 만들기로 했다. 이전까지는 광촉매로 사용하는 반도체물질은 한 종류였다.

연구진은 광촉매 재료인 비스무스 바나데이트 산화물과 산화철을 나란히 연결했다. 비스무스 바나데이트는 짧은 파장의 빛을, 산화철은 긴 파장의 빛을 각각 활용한다. 그 결과 지금까지 5% 정도에 머물던 태양광 전환 효율을 8% 수준까지 올렸다. 이번 연구 결과는 최근 발효된 파리협약에 따른 이산화탄소 발생 저감 및 처리에 도움이 될 것으로 보인다고 대학 측은 설명했다. 인공나뭇잎으로 생산한 수소를 연료로 사용하면 이산화탄소가 발생하지 않는다. 이번 연구 결과는 영국의 네이처 퍼블리싱 그룹에서 발행하는 네이처 커뮤니케이션 14일자에 게재됐다.

울산=이보람 기자 [e-mail]