바다·호수서 그린수소 대량생산 길 ‘활짝’

IBS, 물에 뜨는 플랫폼 개발

1㎡ 면적서 시간당 4ℓ 만들어내
가격 저렴… 온실기체 배출도 없어

국내 연구진이 바다나 호수 등 물 위에 띄워 그린수소를 생산할 수 있는 구조물(플랫폼·사진)을 개발했다.

기초과학연구원(IBS)은 현택환 나노입자 연구단 단장 공동연구팀이 그린수소 생산 성능을 갖춘 물에 뜨는 광촉매 플랫폼을 개발했다고 27일 밝혔다.

사진=게티이미지뱅크

광촉매 기반 수소 생산은 태양광에너지를 흡수해 물(H₂O)에서 수소(H₂)를 만든다. 무한에너지원인 태양에너지를 직접 사용하고, 기존 수소 방식과 달리 이산화탄소 등 온실기체 배출이 없어 주목받고 있다.

연구진은 물 위에 뜨는 젤 형태의 이중층 구조 플랫폼을 고안했다. 상층은 공기 중에 노출된 광촉매층을, 하층은 부력을 제공하면서 물을 흡수·전달하는 지지층으로 구성해 별도 추가 장치 없이 작동하도록 했다. 광촉매층은 기체로 채워진 고체(에어로겔 나노복합체) 형태로 제작해 값싼 구리 기반 촉매 등도 광촉매로 적용할 수 있도록 했다.

실제 수소 생산 성능을 검증한 결과 1㎡ 면적의 하이드로젤 촉매로 시간당 약 4ℓ의 수소를 생산하는 것으로 분석됐다. 또 다양한 미생물이나 부유물이 섞여 있는 열악한 바닷물 환경에서도 2주 이상 성능 저하가 없었다.

연구진은 간단하게 큰 면적으로도 제작할 수 있는 실용적인 광촉매 플랫폼을 개발했다는 데 의미가 있다고 설명했다.

연구 결과는 세계적인 학술지 네이처 나노테크놀로지 온라인판에 실렸다.