우리대학 김종규(신소재) 교수ㆍ최일용(박사과정) 씨와 성균관대학교 박종혁(화학공학부) 교수ㆍ시신건(석사과정) 씨 공동 연구팀이 햇빛을 이용해 물을 분해할 수 있는 새로운 나노 소재를 개발했다. 태양광을 이용한 수소 생산은 1970년대부터 연구돼 왔지만, 효율이 낮아 상업화하기 힘들었다.
연구팀은 텅스텐 산화물과 비스무스 바냐듐 산화물이 나노 꼬임 구조를 갖게 하는 핵심 기술을 개발했다. 비스무스 바냐듐 산화물은 태양광을 잘 흡수하지만 수소 생산 효율이 낮다는 단점을 갖고 있었다. 이번 연구에서는 독특한 나노 꼬임 구조의 텅스텐 산화물 표면에 비스무스 바냐듐 산화물을 나노미터 수준의 두께로 코팅해 태양광으로부터 생성된 전자와 정공의 분리가 효율적으로 일어날 수 있게 만들어 태양광 물 분해 효율을 6% 이상 끌어올릴 수 있었다.
또한, 물을 분해하면 수소와 산소를 얻을 수 있는데, 수소는 차세대 에너지 중 가장 청정한 에너지로 각광 받고 있어, 이번 연구는 미래 인류의 에너지 문제를 해결할 수 있는 핵심 원천 기술이 될 것으로 기대된다.
이번 연구는 미래창조과학부가 추진하는 중견연구자지원사업 등의 지원을 받아 수행됐고, 연구 결과는 <네이처 커뮤니케이션스> 온라인판 9월 2일자에 게재됐다.