[YTN 사이언스] 세계 최고 효율로 수소 만드는 '인공나뭇잎' 개발 / YTN 사이언스

by: YTN SCIENCE

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수소가 친환경 미래 에너지로 주목을 받으면서 수소 생산 효율을 높이기 위한 연구가 한창 입니다 국내 연구진이 해 조류의 광합성 원리를 모방해서 선소 대신 수소를 만들어 내는 인공 나뭇잎을 개발하였습니다 4 효율도 세계 최고 수준이 까지의 끌어 올렸다고 하는데요 보다 자세한 설명을 위해서 이번 연구를 진행하신 울산 과학기술원 이재성 교수 연결해 보겠습니다 안녕하십니까 예방 값을 더 네 반갑습니다 교수님 어이 수소를 만드는 고효율 이인국 나뭇잎을 개발 하셨다 이렇게 들었습니다 우선 이게 어떤 기술인 지 궁금한데요 자세한 소개 부탁드리겠습니다 예 부상에 문구 지난 햇빛 그리고 지구상에 역시 풍부하게 존재하는 물을 보내서 수소와 장소 넣는 그 궁극적인 미래에너지 이 기술입니다 이제 우리가 잘하는 것 식물들이 하는 광합성 즉 물과 이사라 탄도 햇빛으로 어양동 오늘 만들지요 이러한 그 나뭇잎 들의 광합성 원리를 모방했다 고 해서 인공 나뭇잎 이라고 이름을 붙였습니다 한마디로 말씀드리면 태양 빛을 흡수하는 반도체 방통의 물기를 물과 접촉시 켜서 소의 너희 를 넣는 기술이라고 할 수 있겠습니다 4 2 광촉매 라는 게요 빛을 받아들여서 화학 반응을 촉진하는 물질이다 이렇게 알고 있습니다 그런데 1g 부르게 서당 근데 이 광촉매를 물과 접촉해서 수술 얻는 기술이다 이렇게 좀 설명해 주셨는데 4매 체적으로 어떤 원리 인지는 좀 더 자세한 설명 필요할 것 같습니다 설명 해 주시 그 방금 말씀드린 그 광촉매의 들이 햇빛을 받으며 는 어 변 자와 전공을 만들 수 있습니다 이중에서 전자는 활약이 매우 높은데 여기서 화면 약이라는 것은 화학에서 병가를 받아들이는 환원 반응을 일으킬 수 있는 분 능력을 말합니다 4 그래서 물이 광전자 를 받아서 수소를 만드는 대표적인 환원 반응 이구요 전공 이라는 놈은 반대로 산화력이 매우 높아서 물을 하나 시켜서 산소를 만든 반 됩니다 결국 전체적으로 보면 은 물이 햇빛을 받아서 수소와 편도로 쪼개기 는 것이지요 그 모르는 아시다시피 지구 장애가 가장 안정된 물질이기 때문에 이 열을 가지고 이 일종의 려면 은 즉 보내 를 하려면 은 이 1000도 이상의 고운이 필요한데요 우리가 보기에 한없이 약해보이는 햇빛이 상원에서 이렇게 강력한 반응을 일으킨다는 것이 무척 흥미로운 일이죠 4 해조류 에서 영감을 얻어서 개발 하셨다 이렇게 들었는데 해조류 여행은 특성을 보고 적용 하신 건가요 그 우리가 무디 개를 보면 알수 있듯이 햇빛은 하나의 비키 아니고 그 에너지가 높고 파장이 짧은 자외선 부터 에너지가 낮고 파장이 긴 가시 왕겨 개선 등이 있게 섞여 있습니다 4 해조류 도 그 땅이 힘 물처럼 태양빛을 바 타다 서방 합석을 하게 되는데 그 바닷속 깊은 곳에서는 태양빛을 원전이 바뀌 가 어렵습니다 즉 에너지가 낮은 담장 파란 빛은 얕은 두피까지 많더라구요 에 높은 에너지의 단파장 빛은 바닷속 깊은 곳 까리 더 달하게 됩니다 아 따라서 그 해조류는 자기가 솔직하고 있는 깊이 까지 도달하는 파장 마늘 그 선택적 으로 활용하는 소위 맞춤형 방 촉매 시스템을 갖추게 됩니다 그 바다 깊이에 따라서 소식 안해줘도 주 보면은 색깔이다 달라지는게 이러한 이유지요 이번 저희가 개발한 인공 나문희 또 한꺼번에 해 피케 모든 받아 파장 데르 하나의 방청 내로 흡수할 하지 않고 화장대를 둘로 나누어서 각각 백성의 맞는 두 개의 광촉매를 활용한 것입니다 4 그러니까 이 해조류의 특성에 착안 해서 효율을 높이는 기술을 개발 하셨다 좀 이렇게 정리를 해볼 수 있을 것 같은데요 4 기존에도 인공 나뭇잎 기술은 있었던 걸 알고 있습니다 그렇다면 기존 기술은 좀 어떤 한계가 있었습니까 예 베이스 무스 바라 대표는 우리 일상생활에서 도 노란게 랄로 5 팩 먼트 라고 학교 그 페인트나 코팅제로 널리 쓰이는 반도체 물질이 인데요 4 갑 뒀다고 또 물에서 안정하고 효주 도 상당히 높아서 현재 가장 많이 연구되고 있는 방 총회 의 소재입니다 그렇지만 흡수하는 빛의 파장 대 가 단파장 에 국한되어 있어 가지고 효율을 더 위원 되는 원천적인 암 개가 있습니다 그렇다면 기존의 기술과 가장 큰 차이점이 합쳐 설명해 주신 것처럼 이해 조류의 광합성 원리의 좀 작용한 이런 부분이라고 좀 볼수 있을까요 예 그렇습니다 좀 더 구체적으로 좀 설명해 주신다 는 야 예 그래서 그 기존에는 이비스 무조건 와 데이트 처럼 단일 광 촉매로 햇빛에 모든 바닥 영역을 흡수 아니하였는데 현실적으로 불가능 하지요 그래서 이번 개발된 인공 남은 이 기술은 앞에 말씀드린 그 해 줘 로 강합성 의 경우처럼 디스 무섭 아놔 데이트는 단파장 만전 담에 흡수하게 하고 장파장 영역의 빛을 붙여 할 수 있는 그 다른 광촉매 팁 사철 광촉매를 덧붙여서 두 개의 광 통의 전극을 사용해서 흡수할 수 있는 빛의 파장 대를 배포 넓혔습니다 이러한 새로운 개념을 서로 다른 종류의 방 촉매로 이루어진 2개의 전극 이다 라고 해서 이종상 전극 이라고 명명 하였는데 아 굳 이 비유를 하자면 은 그 전투나 비즈니스 등에서 흔히 그 분할 정복 전략이라고 있습니다 그것 아바이 된 카 라고 하는데 뭐 이렇게 참여할 수가 있겠죠 아무튼 이러한 신개념 을 적용한 결과로 해서 세계 최고의 높은 이율을 얻게 되었습니다 이종상 전극 기술로 효율을 높였다 이렇게 말씀해주셨습니다 네네 이렇게 생산된 수소에너지 어느 분야의 사용을 할 수가 있을까요 수소에너지 충분한 생산이 가능해 진다면 우리 생활에 또 어떤 변화가 찾아오게 될 까요 에너지로서 수소의 단점은 급해 보면 물만 생기기 때문에 그 석탄이나 석유 같은 화석연료 처럼 분기 니나 이산화탄소 같은 공해 물질이 전혀 어색하지 않는 완벽한 청정에너지 라는 것입니다 아마 수소가 가장 먼저 활용된 분야는 지금 막 그 보급이 시작된 연료 전기차 거기에 공급할 연료가 될 것입니다 이렇게 되면은 도시 공예 뿐만 아니고 지구 원나라 문제도 원천적으로 해결할 수가 있습니다 아 또 한가지 그 수소의 중요한 용도는 기존 시설에서 포집된 이산화탄소를 어 저장하려고 하는 데에 이게 기술적으로도 어렵고 비용도 많이 들기 때문에 저장 대신에 수수하고 화학 반응을 시켜서 알콜이나 디젤 같은 친환경 연료를 만들면 소위 그 탄소 자원화 분야에서도 결정적인 기여를 할 것으로 기대하고 있습니다 그렇다면 앞으로는 어떤 연구 계획을 갖고 계시는지 궁금합니다 예 그 지금 저희가 개발된 시스템이 어 어 8% 정도 되요 이것을 3년 이내에 효율 10% 이상으로 달성하고자 합니다 여기에 대한 아이디어는 되게 정리되어 있구요 근데 10% 효율이 다 첨 되더라도 뒤 거점 실험실 규모에서 그 집광 면적이 제법 cm 덕이 모입니다 근데 왠지 실제로 현장에 적용할 때는 기본 단위가 적음 m 2대대 면적이 이 되어야 됩니다 그래서 이 대면적 시스템을 그 연료 전기차를 위한 소청 정서에 적용해서 현장 싫증 을 통해서 기술이 완성되면 은 국내에 곳 보고 뿐만 아니라 해외 플랜트 추출 도 계획을 하고 있습니다 4 물론 이 환경문제 해결 뿐 아니라 우리 산업계에 더 큰 도움이 되는 그런 기술이 것 같습니다 지금까지 울산과 기술원 이제 선교 셨습니다 오늘 말씀 잘 들었습니다



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