국내 연구진이 햇빛만으로도 탄소 배출없이 청정에너지 ‘수소’를 만드는 방법을 찾았다.

인하대, 연세대, 서울대, 인천대 공동 연구팀은 가시광선에 반응해 탄소 배출 없이 그린 수소를 생산할 수 있는 비금속, 친환경 질화탄소 광촉매를 개발했다고 18일 밝혔다. 이번 연구 결과는 화학 분야 국제학술지 ‘응용 촉매B:환경’에 실렸다.

지구온난화와 환경오염의 주범으로 꼽히는 화석연료 사용을 줄이기 위해서 다양한 재생에너지가 연구되고 있다. 가장 주목 받고 있는 것이 수소이다. 수소는 일반적으로 물을 전기분해해 만드는데 이 과정에서 에너지가 많이 투입되고 전기 생산을 하는 과정에서 탄소배출이 되는 경우가 있다.

과학자들은 이 같은 문제를 해결하기 위해 햇빛을 이용한 광촉매에 주목하고 있는데 광촉매의 효율이 제한적이고 대부분 금속을 함유한 물질로 만들어져 오히려 환경오염을 유발한다는 문제를 갖고 있다.

이에 연구팀은 가시광선을 흡수하기 적합한 구조를 갖고 무독성, 저비용이라는 장점까지 갖춘 비금속 기반 질화탄소라는 3차원 반도체 소재에 주목했다. 연구팀은 질화탄소 소재를 만들 때 물을 첨가하는 친환경적 방법으로 전자이동성을 높였다. 기존에 물을 사용하지 않고 만든 질화탄소 광촉매보다 수소 생산 성능이 12배 이상 높았고 안정적이며 내구성도 우수한 것으로 나타났다.박성진 인하대 화학과 교수는 “이번 연구는 효율적인 그린 수소 생산이 가능한 비금속, 친환경, 고효율 광촉매를 만들어 상업화를 촉진할 수 있다는데 의미가 크다”며 “그린 수소 생산의 상업화를 위해서는 촉매 성능의 극대화, 고효율 촉매의 대량 생산법 개발, 촉매 물질의 저독성, 친환경성 검증 등의 추가 연구를 진행할 것”이라고 설명했다.