태양광 재활용으로 수소에너지 생산 기술 높여

▲ 박종혁 교수

태양광을 통해 청정에너지인 수소에너지를 효율적으로 생산할 수 있는 기술이 개발됐다.

한국연구재단은 연세대 박종혁 교수ㆍ포스텍 김종규 교수 연구팀이 태양광을 재활용해 수소에너지 생산 기술 효율을 높였다고 17일 밝혔다.

수소에너지는 현재 화석연료를 대체할 수 있는 새로운 에너지 형태다.

청정 수소에너지를 생산하려면 태양광 이용해 광전기화학적 물 분해를 한다.

그러나 광전기화학셀(Photoelectrochemical Cell)을 작동하려면 태양광에너지에 추가로 전압을 공급해야기 때문에 비용이 많이 소요되는 단점이 있다.

광전기화학셀에 태양전지 소자를 결합해 태양광 만으로도 수소에너지를 생산할 수 있는 기술이 최근 개발됐지만 수소에너지 전환 효율이 4∼5％에 불과하다는 한계가 있다.

공동 연구팀은 광전기화학셀-태양전지 소자에 태양광을 재활용할 수 있는 ‘전도성 분포 브래그 반사기’를 도입했다.

이는 새로운 자가발전 수소 생산시스템이다.

자가발전 수소 생산시스템은 광전기화학셀층에서 투과된 단파장을 다시 반사해 햇빛을 재활용하는 방법을 택하고 있어 효율을 7％로 끌어 올렸다.

또 외부에서 전기를 공급할 필요도 없어 제작 비용이 저렴하다.

태양광에너지의 수소에너지 전환효율은 10％ 정도만 돼도 실용화가 가능하다.

아 연구 성과는 지난달 21일에 국제 학술지 ‘네이처 커뮤니케이션스(Nature Communications)’에 실렸다.

박종혁 교수는 “이번에 개발한 기술은 태양전지, 발광소자(LED) 등에 적용할 수 있는 장점이 있다”며 “수년 내에 상용화할 계획”이라고 전했다. 최소망 기자 somangchoi@

▲ 김종규 교수