KBSI·인천대, 태양광으로 고효율 수소 생산 광촉매 개발

기사입력 : 2020년09월15일 09:59

최종수정 : 2020년09월15일 09:59

[대전=뉴스핌] 김태진 기자 = 한국기초과학지원연구원(KBSI)은 소재분석연구부 김해진 박사 연구팀 주도 국제공동연구팀이 태양광을 이용해 수소를 고효율로 생산하는 생체고분자 기반 광촉매 개발에 성공했다고 15일 밝혔다.

이 광촉매는 매우 안정적인 상태를 유지하면서 태양광으로 물을 분해하는 친환경적인 방법으로 수소를 생산할 수 있다.

광촉매 1g을 이용하면 시간 당 48.5mL의 수소 기체를 생산할 수 있다. 이는 기존의 반도체(ZnS) 촉매 대비 최대 220% 증가된 것이다.

생체고분자(PDA, 폴리도파민)/반도체(황화아연, ZnS)접합구조체를 이용한 고효율 전하-정공 분리 및 태양광 기반 수소 발생 광촉매 응용 모식도[사진=KBSI] 2020.09.15 memory4444444@newspim.com

연구팀은 '생체고분자/반도체'의 계면을 정확하게 분석하고 그 특성을 제어함으로써 생산효율을 극대화할 수 있었다.

이 광촉매는 24시간 동안 빛에 노출된 후에도 약 78%의 수소 생산효율을 유지하는 광안정성을 보였다.

광안정성은 촉매가 빛에 노출되면 구조적 변형이 일어나고 기능이 저하되는데 이런 빛에 의한 변형을 견뎌내고 기능을 유지하는 정도를 말한다.

현재 수소를 생산하는 방법은 천연가스 등의 화석연료에 기인(부생수소)하거나 막대한 전기에너지로 물을 분해해 생산하는 등의 방식에 크게 의존하고 있어 이를 대체할 수 있는 친환경적인 수소 생산 연구의 필요성이 지속적으로 제기돼 왔다.

또 태양광만으로 물을 분해해 수소를 생산하는 광촉매 기반 수소 생산 방법은 그동안 생산효율이 저조하고 광안정성도 매우 낮다는 단점 때문에 실제 산업적 활용을 위해서는 이 두 가지 한계를 극복할 수 있는 광촉매 개발이 시급히 요구됐다.

이 연구에는 한국기초과학지원연구원을 중심으로 인천대학교와 폴란드 '아담 미츠키에비츠 대학교(AMU)', 스페인 '바르셀로나 대학'이 참여했다.

KBSI 연구팀은 새로운 광촉매 소재의 전자현미경 분석, 표면 특성 분석, 이론계산 등을 수행했으며 인천대, AMU 연구팀 및 바로셀로나 대학은 광촉매 소재를 제작해 광전기화학적 특성을 분석하고 광촉매의 실제 수소 생산 능력을 평가했다.

공동연구진[사진=KBSI] 2020.09.15 memory4444444@newspim.com

국제공동연구를 주도한 KBSI 김해진 책임연구원은 "이번 연구는 수소 생성이란 하나의 연구 목적을 위해 서로 다른 분야에 사용되던 소재를 융합, 새로운 가능성을 제시한 것"이라며, "코로나 팬더믹 상황으로 국제공동연구가 어려워진 상황에서 공동의 연구주제 달성을 위해 여러 연구자들이 이전보다 더욱 서로 이해하고 노력하며 힘을 합친 결과 이번 성과를 낼 수 있어 기쁘다"고 말했다.

이번 연구는 국가과학기술연구회(융합연구사업)와 한국연구재단(이공분야 대학중점연구소 지원사업)의 지원으로 수행됐다. 연구성과는 환경분야 최상위 학술지인 '응용 촉매 B환경(Applied Catalysis B)'에 게재됐다.

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尹지지율 26.9%…'기자회견 효과 보수결집' [서울=뉴스핌] 박성준 기자 = 윤석열 대통령의 지지율이 20%대 중후반을 기록했다는 여론조사 결과가 14일 발표됐다. 종합뉴스통신사 뉴스핌 의뢰로 여론조사 전문업체 미디어리서치가 지난 11일~12일 이틀간 전국 만 18세 이상 남녀 1002명에게 물은 결과 윤 대통령의 국정운영에 대한 긍정평가는 26.9%로 집계됐다. 부정평가는 71.5%로 나타났다. '잘 모름'에 답한 비율은 1.6%다. 긍정평가(26.9%)는 지난 조사와 달라지지 않았고 부정평가는 0.4%포인트(p) 하락했다. 긍정평가와 부정평가 간 격차는 44.6%p다. 연령별로 보면 40대에서 긍정평가와 부정평가 격차가 극명하게 드러났다. 만 18세~29세에서 '잘함'은 17.1% '잘 못함' 81.1%였고, 30대에서는 '잘함' 21.3% '잘 못함' 77.2%였다. 40대는 '잘함' 10.8% '잘 못함' 88.3%, 50대는 '잘함' 24.2% '잘 못함' 75.4%로 집계됐다. 60대는 '잘함' 40.7% '잘 못함' 56.9%였고, 70대 이상에서는 '잘함' 50.8% '잘 못함' 46.2%로 집계됐다. 지역별로는 서울 '잘함' 23.6%, '잘 못함'은 73.8%로 집계됐다. 경기·인천 '잘함' 24.3% '잘 못함' 74.8%, 대전·충청·세종 '잘함' 27.3% '잘 못함' 72.1%, 강원·제주 '잘함' 14.8% '잘 못함' 74.8%로 조사됐다. 부산·울산·경남 '잘함' 33.3% '잘 못함' 65.0%, 대구·경북은 '잘함' 42.1% '잘 못함' 55.9%로 집계됐다. 전남·광주·전북은 '잘함' 18.3% '잘 못함' 79.9%로 나타났다. 성별로도 남녀 모두 부정평가가 우세했다. 남성은 '잘함' 26.2% '잘 못함' 72.6%, 여성은 '잘함' 27.6% '잘 못함' 70.4%였다. 김대은 미디어리서치 대표는 "기자회견에서 김건희 여사 관련 의혹에 대해 제대로 된 해명 대신 감싸기에만 급급했고, 명태균 씨 논란에 대한 해명도 제대로 되지 않아 결과적으로 불신만 더 키운 꼴이 됐다"며 "하지만 60-70대 이상과 영남권 등 전통적인 지지층에서는 탄핵 등의 위기감이 높아져 지지율이 오히려 상승했다"고 해석했다. 그러면서 "며칠 전 미국 대선에서 트럼프 전 대통령이 당선되면서 안보와 경제 등 위기감 고조로 보수층이 결집하며 추가적인 지지율 추락을 막을 수 있었다"고 덧붙였다. 차재권 부경대 정치외교학과 교수는 "기자회견에 대해 긍정평가와 부정평가가 동시에 존재한다"며 "형식적으로나마 기자회견을 하고 사과를 했다는 점에서 만족하는 보수 지지층이 있다"고 말했다. 이어 "지지율 자체는 큰 변동이 없지만 (이번 기자회견 때문에) 부정평가한 사람들이 나중에라도 다시 긍정평가할 가능성이 더 낮아졌다"이라며 "앞으로 지지율이 개선될 가능성은 거의 없다"고 분석했다. 이번 여론조사는 성·연령·지역별 인구비례 할당 추출 방식으로 추출된 표본을 구조화된 설문지를 이용한 무선(100%) ARS 전화조사 방식으로 실시했으며 응답률은 3.6%, 표본오차는 95% 신뢰수준에 ±3.1%p다. 통계보정은 2024년 1월말 행정안전부 주민등록 인구통계를 기준으로 성별 연령별 지역별 가중 값을 부여(셀가중)했다. 자세한 내용은 중앙선거여론조사심의위원회 홈페이지를 참조하면 된다. parksj@newspim.com 2024-11-14 06:00