헬로티 –매일 만나는 첨단 산업, 경제, IT 소식

테크노트 UNIST, 광전극 기술 개발...“햇빛 받아서 과산화수소 만든다”

헬로티 이동재 기자 | 태양광 과산화수소 전환 효율 세계 최고 기록·다양한 인공광합성 응용.. Nat. Commun. 게재 광전극에 햇빛을 쪼여 과산화수소를 생산하는 기술이 새롭게 개발됐다. 복잡한 화학공정을 대신해 친환경적으로 과산화수소를 생산할 수 있는 기술로 주목받고 있다. UNIST 에너지화학공학과 장지욱 교수팀이 페로브스카이트 기반 과산화수소 생산 광전극 시스템을 개발했다. 태양에너지를 받아 물 속에서 환원된 산소가 물과 반응해 과산화수소(H2O2)가 되는 원리다. 이 시스템은 세계 최고의 태양광 과산화수소 전환 효율을 기록했을 뿐만 아니라 물에 약한 페로브스카이트를 썼음에도 내구성이 좋다. 공업 원료인 과산화수소는 수소를 대체할 친환경 에너지 자원으로도 꼽힌다. 농도 60%의 과산화수소수는 압축된 수소보다 단위부피당 낼 수 있는 에너지가 크고, 저장과 수송에 유리하다. 그러나 현재 과산화수소를 대량 합성하는 공정은 복잡하고 귀금속과 유기물질을 사용해 비용문제와 더불어 안전 문제도 있다. 대안으로 인공광합성 기술의 하나인 광전극 과산화수소 생산방법이 주목받고 있지만, 광흡수 성능이 뛰어나면서도 오래 쓸 수 있는 광전극 개발에 어려움이 있다. 장 교수

이동재 기자

2021-12-20 16:26

일반뉴스 탄소계 촉매 개발...과산화수소 친환경 생산공법 상용화 가능성↑

헬로티 이동재 기자 | 국내 연구진이 친환경 전기 과산화수소 생산 공법의 상용화 가능성을 높이는 고성능 촉매를 개발했다. 해당 촉매는 이제껏 보고된 탄소계 촉매 중 활성과 반응 효율이 가장 높았다. 특히, 촉매의 핵심 설계 요소가 밝혀져 향후 촉매 개발의 방향을 제시할 수 있을 전망이다. UNIST 화학과 주상훈 교수팀은 친환경 전기화학적 과산화수소 생산에 쓰이는 탄소계 촉매를 개발했다. 전기화학적 과산화수소 생산법은 복잡한 과정을 거치는 기존 과산화수소 생산 공법과 달리 간단하며 오염물질 배출이 없다. 탄소계 촉매는 가격이 매우 저렴해 주목받는 물질이다. 하지만 탄소계 촉매의 성능을 향상시키기 위한 ‘촉매 활성화’ 작업 중 일어나는 무분별한 촉매 구조 변화로 인해 촉매 성능을 위한 핵심 요소를 실험적으로 파악하기가 힘들고 촉매 개발에 제약이 있었다. 연구팀은 탄소 촉매의 구조를 정밀하게 조절할 수 있는 합성법을 이용해 탄소계 촉매의 성능과 효율을 향상시키는 핵심 촉매 설계 요소를 밝히고 이를 활용해 고성능 나노다공성 탄소 촉매를 개발했다. 임준성 화학과 박사과정 연구원은 “카르복실 작용기와 엣지 탄소가 핵심 촉매 활성점이라는 것을 밝히고 이러한 사실을 바탕

이동재 기자

2021-09-14 09:33