재료연, 전기화학 공정 활용
수소차·연료전지 적용길 열려
수소차·연료전지 적용길 열려
전기화학 공정을 통해 수소 생산의 효율성을 높일 수 있는 전극소재가 개발돼 연료전지나 수소자동차 등에 적용할 수 있는 길이 열리게 됐다.
재료연구소는 표면기술연구본부 임재홍 박사(사진) 연구팀은 좌용호 한양대 교수, 명노상 미국 UC 리버사이드대 교수 등과 공동으로 '고효율 3D 구조 하이브리드 광전기화학 전극소재'를 개발하는 데 성공했다고 23일 밝혔다.
현재 수소는 물을 전기분해해 제조하고 있으나, 높은 전기 비용으로 태양빛을 이용한 기술 개발이 활발하게 진행되고 있다.
연구팀은 실리콘을 '테릴륨(Te)'으로 치환하는 전기화학공정을 통해 수소생산 효율을 2배 이상 높인 하이브리드 3D 나노 소재를 개발했다. 실리콘 단결정 기판 위에 500㎚ 크기의 작은 구슬과 같은 폴리머 구체를 단일층으로 형성한 후 에칭을 통해 형성된 실리콘 나노구조에 습식공정으로 테릴륨 3D 나노구조체를 만들었다. 이 소재는 수소를 생산한 뒤 10분이 지나면 수소 발생량이 현저히 낮아지는 기존 기술에 비해 시간이 흘러도 수소 발생량에 큰 차이가 없었다.
임재홍 박사는 "이번 연구로 에너지 생산 효율이 낮아 상용화에 걸림돌이 됐던 실리콘을 3D 하이브리드 소재로 구현해 고효율 및 고신뢰성 특성을 가진 에너지 생산소재 제조가 가능하다는 것을 입증했다"면서 "친환경에너지원인 수소를 생산할 수 있는 소재를 보다 다양한 분야에 적용할 수 있게 될 것"이라고 말했다.
한편, 이 연구결과는 재료과학 분야의 세계적 학술지인 '나노스케일(21일자)' 표지논문으로 실렸다.
이준기기자 bongchu@
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