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갑옷 입은 효모가 수소 만든다

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파이낸셜뉴스

울산과학기술원은 김광수 자연과학부 화학교수 연구팀이 폐기된 효모(왼쪽)에서 루테늄 단일원자와 자철광을 이용해 수소와 산소를 발생하는 탁월한 물 분해 촉매(오른쪽)를 개발했다. UNIST 제공

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[파이낸셜뉴스] 연구진이 맥주나 빵을 만들때 쓰이는 효모에 금속을 입혀 물에서 수소와 산소를 뽑아내는데 성공했다. 연구진은 이 금속 입은 효모가 기존 물분해 촉진 물질보다 성능이 좋다고 설명했다.

울산과학기술원(UNIST)은 김광수 자연과학부 화학교수 연구팀이 다 쓰고 버리는 효모에 저렴한 금속을 입혀 물에서 수소와 산소를 분리하는데 쓰이는 촉매를 개발했다고 9일 밝혔다. 김광수 교수는 이 촉매가 물에서 수소와 산소를 만드는 전기분해 방식과 광분해 방식 모두 사용 가능하다고 설명했다.

효모는 전기전도도가 높은 탄소와 인, 황, 질소 같은 물질이 풍부하고 다른 물질을 붙잡는 성질이 있다. 연구진은 이런 효모에 나노입자로 된 리테늄과 자철광을 입혀 음극촉매용 백금과 양극촉매용 이리듐을 대체하는 촉매로 만들었다. 기존 전기분해 방식에 쓰이는 촉매금속은 백금과 이리듐을 사용하는데 모두 비싸다.

그결과 음극쪽에서 백금을 사용했을 경우 50㎷를 사용해야 수소 생성 반응이 일어나는 반면 효모에 루테늄을 입힌 경우 7㎷만으로도 가능했다. 양극쪽도 이리듐을 썼을 때보다 효모에 자철광을 입힌 촉매가 훨씬 더 낮은 전압을 사용해도 산소가 만들어지기 시작했다.

연구진은 두 촉매를 적용한 물의 전기분해 시스템에서 일반적 건전지 수준의 태양전지를 이용해도 충분한 물 분해 반응을 얻었다.

또 이 시스템은 태양전지로 생산한 전기 에너지를 가하지 않고 태양광을 비춰주는 것만으로도 물을 산소와 수소로 분해하는 게 가능했다.

또 이 시스템은 전기분해 방식 뿐만 아니라 광분해 방식으로도 물에서 산소와 수소를 만들어낼 수 있다. 즉 효모를 활용한 촉매로 밤에는 전기분해, 낮에는 광분해로 수소 생산이 가능한 것이다.

김광수 교수는 "실험에서 두 방식을 동시에 사용해 산업적 레벨로 실행이 가능하다는 것을 증명한 것"이라고 말했다.

연구진은 음극과 양극 제조비용이 싸고 여러개를 연결해 대량 수소 생산이 가능하다고 전망했다.

기존 광분해 방식과 전기분해 방식 개별적으로 수소를 생산하고 있지만 대부분 실험실에서 벗어나지 못하고 있다. 광분해 방식으로 수소를 생산하는 것은 굉장히 소량이라 상업적으로 하기에는 아직 무리다. 전기분해 방식도 전기만 사용해 에너지 효율면에서 이점이 적다.

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monarch@fnnews.com 김만기 기자

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