바닷물을 원료로 그린 수소와 산소를 발생시키는 고효율 수전해 촉매 기술이 개발됐다.

광주과학기술원(GIST)은 27일 화학과 서준혁 교수 연구팀이 포항공대 한정우 교수팀과 함께 ‘쇼트키 접합(Schottky junction)’을 이용해 전자 이동을 향상하는 기술 개발에 성공했다고 밝혔다.

쇼트키 접합이란 금속(Metal)과 반도체(Semiconductor) 사이에 생기는 접합의 종류로, 이를 통해 반도체에서 금속으로 전자가 이동하게 된다.

연구팀은 기존 수전해 시스템이 염분이 없는 물(담수)을 사용하는 것과 달리 지구상에서 가장 풍부한 바닷물을 활용해 탄소 배출 없는 그린 수소의 생산 가능성을 확인했다.

쇼트키 접합을 통한 효과적 전자 전달 과정이 수전해 반응 효율에 미치는 영향을 실험적으로도 증명했다.

열흘 동안 이뤄진 실제 바닷물 분해 반응에서 0.2V의 과전압만으로 0.1A의 높은 효율에 도달하는 실험 결과를 얻었고 고효율, 고안정성 촉매의 상용화 가능성도 실증했다.

서준혁 교수는 “전극 촉매의 이종접합 계면에 쇼트키 접합을 형성하는 새로운 기술을 도입해 촉매반응 효율을 혁신적으로 향상했다는 데 의의가 있다”며 “그린 수소 생산이나 산소 공급 설비 제작 등으로 상용화 가능성을 기대해 볼 수 있다”고 말했다.

서준혁 교수가 지도하고 셀바라지 시니바산 박사후 연구원과 임태완 박사과정 학생이 수행한 이번 연구는 환경 분야 상위 1% 이내 논문인 ‘Applied Catalysis B: Environmental’에 2023년 8월 30일 온라인 게재됐다. /최환준 기자