세계 최초 수소에너지 만드는 ‘나노잎 촉매’ 개발
  • 이예진기자
세계 최초 수소에너지 만드는 ‘나노잎 촉매’ 개발
  • 이예진기자
  • 승인 2019.08.22
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포스텍 용기중 교수·첸빈 박사
기존 촉매 활성보다 9.3배 향상
물분해 통한 수소 생산에 활용
포스텍은 최근 수소에너지를 효율적으로 생산할 수 있는 ‘나노잎 촉매’를 개발했다.

포스텍 용기중<사진> 화학공학과 교수와 첸 빈 박사 팀은 최초로 외떡잎식물의 잎을 모방해 수소에너지를 만드는 물분해 과정에서 산소발생을 촉진시키는 ‘나노잎 촉매’ 개발에 성공했다.

이번에 개발된 나노잎 촉매는 기존 촉매 활성보다 최대 9.3배까지 향상된 것으로 확인됐다.

수소에너지를 얻기 위해서는 물을 산소와 수소로 분해해야 한다.

물분해 반응은 수소발생촉매와 산소발생촉매 반응에 의해 진행되는데 이중 상대적으로 반응이 어려운 산소발생촉매를 개발하는 것이 핵심 기술이다.

연구팀은 외떡잎식물이 나란한 잎맥으로 수분과 양분을 효율적으로 전달해 광합성을 하는 것에 주목했다.

물과 양분을 전달 하는 잎맥을 본 딴 ‘산화구리 나노와이어’ 위에 광합성 작용을 일으키는 잎몸 구조를 모방한 ‘층상이중수산화물’을 합성해 자연 잎의 장점 그대로 살린 나노잎을 개발했다.

나노잎 촉매는 잎몸, 즉 LDH 판상구조가 넓은 표면적을 이용해 산소 발생 반응을 촉진하고 잎맥인 나노와이어가 전하를 빠르게 수송함으로써 산소 발생 효율을 대폭 향상했다. 뿐만 아니라 안정적이고 유연성이 뛰어난 것으로 나타나 활용성이 매우 높다.

용기중 교수는 “나노잎 촉매의 개발로 물분해 반응에서 가장 어려운 산소 발생 반응을 획기적으로 촉진할 수 있게 됐다”며 “앞으로 물분해를 통한 수소에너지 생산에 활용될 수 있을 것이다”며 기대감을 밝혔다.

한편 이 연구는 과학기술정보통신부와 교육부에서 지원하는 한국연구재단 ‘2019년 이공분야 기초연구사업 중견연구과제 지원’ 연구의 일환으로 수행됐다.


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