[프랑스] 태양광 통해 수소 제조 성공

태양광을 이용한 인공 광합성 모사는 여전히 어려운 문제 중의 하나이다. 최근 독일, 스위스, 프랑스 공동 연구팀은 값싼 흑연 질화 탄소 물질을 이용하여 빛이 꺼진 후에도 빛으로 생성 된 전자를 만들어 수소 생산을 위해 저장할 수 있는 연구결과를 발표했다.

태양 에너지로부터 전자와 정공을 생성하는 반응성을 높이고, 빛이 없는 어둠 속에서는 연료 또는 화학 물질을 생성하여 생성된 에너지를 운반하고 저장하는 반응을 활성화 시켜, 태양의 빛을 장수명의 라디칼로 저장하는 새로운 접근법을 보고하였다.

이 연구 결과는 수명이 향상된 광촉매 설계에 대한 기반을 마련하였다. 보통 배터리 또는 수소 또는 메탄과 같은 연료로의 전기 화학적 변환에 의해 생성된 전자의 저장이 이뤄지지만, 위 연구결과를 이용하여 “인공 광합성”으로 알려진 반응을 통해 빛에 의해 발생된 전자를 저장하고, 필요에 따라 방출 할 수 있는 고분자 물질을 사용한다는 것을 의미한다.

개발된 흑연 질화물이 도핑된 고분자는 황색 고체이며 빛에 노출되면 색상이 파란색으로 변하는데 이 ‘파란 라디칼’ 상태는 생성된 전자를 저장하고 있음을 의미한다. 공동 연구팀은 빛이 꺼진 상태에서 수소 발생 조촉매가 첨가되었을 때 파란색을 띄는 고분자 물질은 저장된 전자를 방출함으로써 수소를 생성하고 다시 황색으로 변한다는 것을 알아냈다. 따라서 태양광으로부터 장수명 라디칼 형태로의 저장은 일사량 조사의 간헐성과는 별개로 저장 가능한 태양 연료를 생산하는 데 중요한 진전이 될 수 있다.

[출처 = 녹색기술정보시스템(www.greenplatform.re.kr) / 2016년 12월 21일]