주요한 기술로는 인공 잎을 이용하였습니다. 인공적 나뭇잎으로 광합성을 하여 물에서 수소를 분리해 내었습니다. 이러한 결과는 향후 세계적 성장동력이 되리라 예상됩니다. 연구팀이 최근 발표한 태양에너지과 물을 연료로 사용하는 시스템을 활용하면, 자동차, 주택, 지역사회 전체의 동력원이 될 가능성이 있습니다.
인공 나뭇잎 광합성, 최고 태양에너지 전환 효율 달성
개발한 인공 나뭇잎은 광에너지를 쓰면서 물을 분해하여 수소를 만드는 장치입니다. 관건은 얼마나 높은 에너지 전환 효율을 달성하느야에 있습니다. 높은 수치를 얻어야 향후 실용적 인공광합성 기술로 발전할 수 있습니다. 이번 연구결과는 학술지 'Energy and Environmental Science'에 발표되었습니다.
잘 알다시피 물에 전류를 통과시키면 분해하여 산소와 수소를 만들 수 있습니다. 이렇게 물이 분해되어 만들어진 수소는 다른 장치들의 연료로 사용될 수 있습니다. 반응의 부산물로 이산화탄소가 나오지 않는 최고로 깨끗한 에너지 발전 형태입니다.
물에서 연료로 사용할 수소를 분리하는 기술은 얼마나 높은 효율을 보여주느냐가 중요합니다. 효율이 적다는 말은 반응이 너무 늦거나 비용이 너무 비싸다는 의미입니다. 이렇게 되면 실용적이지 않습니다. 인공광합성은 적어도 10%의 에너지 전환 효율을 보여주어야 약간이라도 실용성이 있다고 볼 수 있습니다. 그런데 이번 연구팀은 22% 이상을 달성하였습니다.
다른 연구에 의하면 18%까지 나왔던 기술이 있었으나 이를 위해서는 비싼 금속촉매가 필요합니다. 하지만 이번 연구는 그러한 귀금속 촉매도 필요없고 단지 강물로도 가능합니다. 저가격이 가능하다는 의미입니다.
물을 전기화학적으로 분해하여 궁극적으로 지속가능한 연료로서 수소를 활용할 수 있습니다. 저렴하고 깨끗하고 재생 가능한 에너지원을 실현할 가능성이 높아졌습니다. 수소는 연료전지에서 직접 전기를 내는 데 사용할 수 있습니다. 연료전지는 전기자동차의 엔진으로 사용될 수 있습니다. 또한 지붕 위에 설치하면 태양열 배터리에 에너지를 저장할 수 있습니다. 값싼 에너지 저장 기술이 실용화되면 일반 가정에서도 수소를 이용할 수 있을 것입니다.
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