연구팀이 개발한 기술은 접착제 역할을 하는 고분자 물질과 촉매를 각각 물에 녹인 후 광전극을 용액에 번갈아 담가서 쌓는 방법이다. 인공광합성은 자연의 광합성 시스템을 모방해 태양에너지를 유용한 자원으로 바꾸는 기술이다. 태양광과 물, 광전극을 이용하면 수소 등 유용한 자원을 생산할 수 있어 차세대 에너지 생성방안으로 주목 받았지만, 광전극의 효율이 낮아 어려움을 겪고 있는 실정이다.
지금까지 광전극의 효율성을 높이기 위해 시도된 방법은 백금 등 값비싼 촉매를 사용해야 했고, 촉매를 적용하는 과정에서 고온, 고압의 진공장비를 활용해야 해 공정이 복잡하고 전극의 손상도 발생하곤 했다.
연구진은 저렴한 촉매인 ‘폴리옥소메탈레이트(POM)’와 접착제 역할을 하는 고분자 물질 ‘폴리에틸렌이민(PEI)’을 물에 녹이고, 전극을 담가 촉매층을 쌓았다. 촉매가 층층이 쌓인 전극은 촉매가 없었을 때보다 약 10배 높은 효율을 보였다. 류정기 교수는 “기존 진공장비 사용으로 인해 발생하던 전극 손상문제도 방지할 수 있다”고 설명했다.
류정기 울산과학기술원(UNIST) 에너지·화학공학부 교수
