[대학저널 온종림 기자] UNIST(울산과학기술원) 류정기 교수 연구팀이 나무 찌꺼기로 고부가기치 화합물을 만들고, 이 과정에서 얻은 전자로 태양광 수소를 생산하는 기술을 개발했다.

UNIST 에너지화학공학과 류정기·장지욱·장성연 교수팀이 개발한 이 기술은 외부 에너지 공급 없이 태양광 에너지만으로 수소 생산이 가능해 주목받고 있다.

목질계 바이오매스 중 리그닌은 주로 폐기되는 물질이었다. 쉽게 분해되지 않으며, 150도이상의 고온과 고압으로 처리해도 경제성 낮은 화합물이 생성됐기 때문이다.

류 교수팀은 목질계 바이오매스에서 리그닌만 분리하기 위해 인몰리브덴산( PMA)을 촉매로 사용했다. 60도에서 PMA에 넣고 목질계 바이오매스를 반응시키자 리그닌만 분해돼 ‘바닐린’이라는 유용한 물질이 만들어졌다.

연구팀은 리그닌이 바닐린으로 변하는 과정에서 나온 전자를 추출해 수전해 기술의 단점 보완에 활용했다. 수전해 기술은 물을 전기로 분해해 수소를 얻는 기술인데 기존 방식은 수소와 함께 발생한 산소로 인한 폭발할 가능성 등 여러 문제를 안고 있었다.

연구팀은 리그닌의 변환 중에 얻은 전자를 활용해 산소 발생을 막는 수전해 시스템을 설계했다. 그 결과 태양광 아래에서 20시간 동안 효율적이고 안정적으로 수소를 생산할 수 있었다.

제1저자인 연구교수는 “이 시스템은 넓은 범위의 태양광을 흡수해 수소를 만들고, 산소나 이산화탄소 발생이 없다는 장점이 있다”며 “후속 연구를 통해 그린 수소 생산으로 활용될 것”이라고 기대했다.

류 교수는 “기존 태양광 수전해 시스템보다 적은 에너지로 그린 수소를 생산할 수 있다”고 강조했다.

이번 연구 결과는 네이처 커뮤니케이션즈 10월 3일자에 게재됐다.

[ⓒ 대학저널. 무단전재-재배포 금지]