UNIST 연구진이 햇빛을 이용해 물을 수소와 산소로 분해하는 인공나뭇잎을 개발했다고 발표하였다.

인공나뭇잎은 식물 광합성의 원리를 이용하여 수소를 생산하는 장치로, 이번에 개발된 장치는 효율이 월등히 높은데다 제작 단가도 낮아 실용화로 가는 중요한 이정표를 세웠다고 평가하였다. 인공나뭇잎 개념은 수소 생산에 활용할 수 있는 좋은 아이디어지만, 실리콘 태양전지의 단가가 높아 경제성이 떨어지는 등 실용화를 위해서는 더 싸고 효율적인 구조체가 필요한 상황이다.

동 연구에서는 값싸고 안정하며 친환경적인 ‘비스무스 바나데이트 산화물(BiVO4)’을 광촉매로 활용했다. 여기에 두 종류의 원소를 도핑(doping)하고 코발트를 조촉매로 도입해 성능을 높였다. 햇빛을 흡수하는 역할은 주로 광촉매가 담당하고 페로브스카이트 태양전지는 보조전지로 붙여, 두 요소 모두 저렴해 전체적인 가격도 낮췄다.

이렇게 만든 인공나뭇잎은 각 요소가 선 없이(wireless) 연결된 단일 구조체로, 자연계에서 가장 뛰어난 에너지 흡수·저장 방식인 식물의 광합성과 가장 가까운 형태를 갖춘 것이라고 밝혔다. 그리고 태양광 전환효율은 5%로 기존 인공나뭇잎(3%)보다 향상되었으며, 일반적으로 실용화를 위한 효율이 10% 정도로 보고 있는데 이번 연구가 중요한 전환점을 마련하였다고 덧붙였다.

[출처 = 녹색기술정보시스템(www.greenplatform.re.kr) / 2015. 12. 21]