산소 발생 촉매로 수소 에너지 생산

■ 산소 발생 촉매로 수소 에너지 생산

 

● 포스텍 연구팀 외떡잎식물 광합성 원리 모방해 개발

 

식물 광합성 원리를 모방해 수소 에너지를 생산할 수 있는 나노 잎 촉매가 국내 연구진에 의해 개발됐다. 포항 공과 대학교 (포스텍)는 2019년 08월 22일 화학 공학과 용기중 교수, 첸빈 박사 팀이 외떡잎 식물 잎을 모방해서 물 분해 과정에서 산소 발생을 촉진하는 나노 잎 촉매를 개발하는 데 성공했다고 밝혔다.

 

친환경 청정 에너지로 꼽히는 수소 에너지를 얻으려면, 물을 산소와 수소로 분해해야 한다. 물 분해 반응은 수소 발생 촉매와 산소 발생 촉매 반응으로 진행된다. 많은 연구진은 상대적으로 반응이 어려운 산소 발생 촉매 개발에 안간힘을 쓰고 있다.

 

연구팀은 외떡 잎 식물이 나란한 잎맥으로 수분과 양분을 효율적으로 전달해 광합성 작용을 하는 것에 착안해 나노 잎을 개발했다. 잎맥을 본뜬 산화구리 (CuO) 나노 와이어 위에 광합성 작용을 일으키는 잎몸 구조를 모방한 층상 이중 수산화물(LDH)을 합성했다.

 

나노 잎 촉매는 잎몸 역할을 하는 층상 이중 수산화물이 넓은 표면적을 이용해서 산소 발생 반응을 촉진하고, 잎맥 역할을 하는 나노 와이어가 전하를 빠르게 수송함으로써 산소 발생 효율을 높인다. 이를 이용하면, 기존 촉매 보다 최대 9.3배까지 촉매 활성이 향상된다고 연구팀은 설명했다. 용기중 교수는 "앞으로 나노 잎 촉매를 물 분해를 통한 수소 에너지 생산에 활용할 수 있을 것으로 기대한다"고 말했다.