[테크월드뉴스=이재민 기자] 한국과학기술연구원(KIST) 청정에너지연구센터의 오형석, 이웅희 박사 연구팀이 경희대학교 유재수 교수팀과 함께 전기화학적 이산화탄소 전환 시스템에서 높은 효율로 일산화탄소를 얻을 수 있는 나노미터 크기의 가지 모양 ‘텅스텐-은 촉매 전극’을 개발했다.
이와 함께 이산화탄소 전환 시스템을 상용 실리콘 태양전지와 결합해 실제 태양광에서 구동 가능한 대규모 인공광합성 시스템도 제작했다.
텅스텐-은 촉매 전극은 기존 은 촉매에 비해 60% 이상 향상된 일산화탄소 생산 효율을 보였으며, 100시간 동안의 시험에도 안정적이었다.
또한 촉매 소재 관점에서 개발된 가지형 텅스텐-은 촉매의 성능과 내구성이 개선된 원인을 전자현미경, 실시간 분석법 등을 통해 촉매의 3차원 구조와 가지 모양의 결정구조 덕분에 높은 효율을 보임을 밝혀냈다.
연구진은 촉매 개발에서 한 단계 더 나아가 개발한 인공광합성 시스템은 상용화된 태양전지에 연결해도 무리 없이 사용할 수 있다. 이 시스템은 현재까지 개발된 실리콘 태양전지 기반 인공광합성 시스템 중 가장 높은 수준인 12.1%의 높은 태양광-화합물 전환효율을 보였으며, 실험실이 아닌 실제 실외 환경에서 햇빛만으로 이산화탄소를 일산화탄소로 고효율로 전환하는 데 성공했다.
이번 연구는 과학기술정보통신부의 지원을 받아 KIST 주요사업 및 유용물질 생산을 위한 Carbon to X 기술개발사업으로 수행됐다. 연구결과는 에너지 환경 분야 국제 저널인 ‘Applied Catalysis B: Environmental’ 최신 호에 게재됐다.
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