보도자료

생산부터 저장, 활용까지, 수소경제 이끌 나노기술

[2019.04] 김종규 교수, 손준우 교수

전 세계 에너지업계의 가장 큰 화두, 수소경제!

관리자 | 2019.04.15 11:54 | 조회 379


최근 전 세계 에너지업계의 가장 큰 화두는 단연 수소경제다. 수소경제는 말 그대로 수소를 에너지원으로 활용하는 경제 시스템을 뜻한다. 수소는 연소 과정에서 물 이외의 부산물이 배출되지 않는 대표적인 청정에너지로 꼽힌다. 특히 다른 청정 에너지원보다 바람이나 일조량 같은 외부 환경의 제약 없이 에너지를 공급할 수 있다. 

이런 장점 때문에 수소는 지구 온난화 등의 심각한 환경 문제를 일으키는 화석 연료 중심의 에너지 시스템에서 벗어날 수 있는 새로운 미래 에너지원으로 주목받고 있다. 일본과 중국, 유럽 등 세계 각국은 수소 경제를 미래 국가경제의 기반으로 삼기 위해 다양한 노력을 하고 있다.


◇태양광 수소 생산 효율 높이는 나노기술 


가장 각광받는 광촉매 소재는 비스무스 바나듐 산화물이다. 2014년 성균관대학교 화학공학부 박종혁 교수팀과 포스텍 신소재공학과 김종규 교수팀은 텅스텐 산화물의 나노 꼬임 구조에 비스무스 바나듐 산화물을 수 나노미터 두께로 코팅한 물질로 광촉매를 만들었다. 비스무스 바나듐 산화물은 가시광선을 흡수하는 능력이 우수하고, 텅스텐 산화물은 전기적 특성이 좋아 흡수된 태양광으로부터 생성된 전기가 물을 분해하는 데까지 효과적으로 전달될 수 있다. 태양광 흡수 효율과 전기 전달 효율을 동시에 증가시킨 셈이다.


이 촉매를 이용해 일주일간 태양빛 아래에서 물 분해 수소 생산 실험을 진행한 결과, 기존의 광촉매인 티타늄 금속 산화물보다 10배 이상의 수소가 생성됐다. 6%의 효율로, 실용화에 필요한 최소 효율인 10%의 발판을 마련한 것이다. 


◇수소 저장할 더 작고 가벼운 물질 찾는다 


수소를 생산하는 것만큼이나 생산된 수소를 저장하는 일도 쉽지는 않다. 수소는 상온, 1기압에서 기체로 존재하기 때문에 액체 연료와 비교하면 에너지 밀도가 낮고 저장 및 운반이 불편하다는 단점이 있다. 수소경제가 실현되려면 석유처럼 편리하고 안전하며 경제적인 저장 기술이 개발돼야 한다.


먼저 나노 크기의 구조를 갖는 새로운 금속수소화물을 개발 중이다. 2016년 포스텍 신소재공학과 손준우 교수팀은 바나듐 산화물(VO2)을 활용해 수소를 저장할 수 있는 신소재를 개발했다. 백금 나노 입자와 결합한 바나듐 산화물은 구멍이 뚫려 있는 격자 구조로, 여기에 수소가 들어가면 자유자재로 붙거나 떼어질 수 있다. 기존의 금속 수소 저장 소재에 비해 상대적으로 낮은 온도인 120도에서도 수소를 저장하고 방출할 수 있는 장점이 있어 더 안정적으로 수소를 저장할 수 있다. 


물론 수소경제를 뒷받침할 이런 기술들은 아직 발전하는 단계로, 상용화로 이어지기 위해서는 더 많은 연구가 필요하다. 수소 생산, 저장, 활용까지, 나노 기술과 함께 맞이할 수소 경제 대한민국을 기대해 본다. 


<관련기사> 전자신문 19-04-15



202개(1/11페이지)
보도자료
번호 제목 글쓴이 조회 날짜
202 日에 허찔린 韓 '산업 기초연구' 무장해야…'공밀레' 정신으로 위기타파 관리자 39 2019.08.19 11:41
201 신소재 김용태 교수, 2019년 미래소재디스커버리사업 최종 선정 관리자 115 2019.08.07 10:36
200 세포별 유전체 분석…정밀항암치료 가능 관리자 100 2019.08.06 11:15
199 거북선 지붕처럼 생긴 원자 두께 반도체 개발 사진 관리자 110 2019.08.06 11:01
198 삼성, 6년째 미래기술 육성… 핵심 소재·기술 독립 박차 관리자 268 2019.07.10 13:33
197 국회 연료전지발전포럼 수소로드맵 달성방안 발제 관리자 619 2019.05.31 10:55
196 남성·해외파·서비스업...스타트업 공식 깬'닥터 신데렐라' 관리자 633 2019.05.27 13:28
195 포스텍연구팀, 배터리 에너지 변환·저장 장치 효율 높일 기술 개발 관리자 633 2019.05.22 13:39
194 수소경제사회서 연료전지 역할 재조명 관리자 628 2019.05.16 16:51
193 포스텍, 연료전지 효율-내구성 높이는 기술 개발 관리자 359 2019.05.02 13:21
192 [실리콘밸리 한인 기업열전 122] 크립토스 바이오 손준호 이진용 공동창 관리자 477 2019.04.25 16:33
>> 생산부터 저장, 활용까지, 수소경제 이끌 나노기술 관리자 380 2019.04.15 11:54
190 적층제조 및 분말 분과위원회 창립 심포지엄 개최 관리자 366 2019.04.15 10:48
189 넥상스 인 코리아, 명성우 신임 대표 취임 관리자 470 2019.04.11 12:20
188 포스텍 학생·동문 3명 포브스 '아시아 30세 이하 리더'에 선정 관리자 513 2019.04.05 13:15
187 인간 두뇌 닮은 저전력 ‘AI 시냅스’ 개발 사진 첨부파일 관리자 322 2019.04.02 12:58
186 분말야금학회 학술대회 국산 금속 3D프린터社 총출동 관리자 389 2019.03.28 16:37
185 한국연구재단, 인문학단장·공학단장 선임 사진 첨부파일 관리자 787 2019.02.27 17:06
184 적층제조 및 분말 분과위원회 창립 사진 첨부파일 관리자 704 2019.02.27 16:35
183 포스텍, 휴먼테크논문대상서 대학특별상수상자 13명 배출 관리자 744 2019.02.19 11:05