한국연구재단, 생체모방형 하이드로젤 보호 기술 소개

[충청뉴스 이성현 기자] 온실가스 발생 없이 태양 빛으로 물에서 수소 생산이 가능한 광전극의 내구성을 높일 수 있는 생체모방형 하이드로젤 보호 기술이 소개됐다.

한국연구재단은 연세대 문주호·이형석 교수 연구팀이 광전극의 구조 손상을 방지하고 구동 시간을 획기적으로 증가시킬 수 있는 신개념 하이드로젤 기반 보호 기술을 개발했다고 10일 밝혔다.

광전극을 활용한 물 분해 기술은 그린 수소를 생산할 수 있는 친환경 미래 기술로 광전극의 효율을 높이려는 많은 시도가 이뤄져왔으나 광전극의 부식, 표면 촉매의 탈착 등으로 인한 내구성 저하 문제는 여전히 실용화에 가장 큰 걸림돌이 되고 있다.

연구팀은 해양 식물 표피층의 ‘하이드로젤’ 보호막이 내부 세포 손상을 억제한다는 것에 주목했다. 물 속에서 작동하는 광전극의 표면을 이와 유사하게 설계해 하이드로젤 보호막을 사용하면 광전극의 구동 시간이 획기적으로 증가함을 입증했다.

또 하이드로젤의 나노그물망이 광전극의 부식과 표면 촉매의 탈착을 동시에 억제함으로써 내구성을 높일 수 있음을 밝혔다.

문주호 교수는 “광전극의 부식과 표면 촉매 탈착을 동시에 억제하며 다양한 광전극에 적용 가능한 저가 하이드로젤 보호 기술을 최초로 제시했다는 데에 의의가 있다”고 설명했다.

이형석 교수는 “나노그물망 형태의 하이드로젤 보호막이 광전극의 수소 생산에 미치는 영향을 규명하고, 보호막의 최적화를 통해 전극 수명을 연장시켰다는 것”이라고 했다.

다만 그린 수소 생산의 실용화를 위해서는 시스템의 반영구적 구동이 필수적이므로 광전극 및 하이드로젤의 특성 최적화에 대한 추가 연구가 필요하다는 설명이다.