청정 에너지원인 수소의 대량 생산기술이 국내 연구진에 의해 개발됐다.

한국연구재단은 2일, 이종협 서울대 교수<사진>팀이 녹색식물의 광합성을 모방해 수소를 대량 생산할 수 있는 기술을 개발했다고 밝혔다. 이는 태양빛으로 물을 분해해 수소를 추출해 내는 기술이다.

이번 연구는 교육과학기술부·연구재단의 중견연구자지원사업과 WCU사업의 지원을 받아 수행됐다. 연구 결과는 나노 분야 권위지인 ‘ACS Nano’ 4월호(4월 18일 온라인판)에 게재됐다.

이 교수팀은 가시광선에 감응하는 두 광촉매를 한 나노 입자에 구현, 가시광선을 통해서도 물에서 수소를 추출할 수 있다는 사실을 규명해 냈다.

태양빛은 가시광선과 자외선으로 이뤄져 있지만, 빛의 세기는 자외선이 가시광선보다 크다. 때문에 그 간의 연구는 자외선을 이용해 수소를 추출하려는 데 집중됐다.

연구팀은, 식물의 광합성이 가시광선을 이용한다는 점에 착안했다. 에너지 세기가 낮은 가시광선에서 두 가지 광촉매(황화카드뮴·이산화티탄)를 나노 크기(10억분의 1미터)로 조합해 인공광합성 나노시스템을 구현한 것이다.

특히 연구팀이 합성한 인공광합성 나노입자는 기존 연구 성과에 비해 무려 5배 이상 많은 양의 수소를 생산하는 것으로 확인됐다. 이종협 교수는 “이번 연구는 물에서 수소를 생산하는 신재생 에너지 분야에도 적용될 수 있는 의미 있는 성과”라며 “향후 식물의 광합성을 고체 상태에서도 완벽하게 모방한 인공 광합성 구현을 가능하게 해 수소에너지 기반 산업에 기여할 수 있는 것”이라고 설명했다.