Board/News 2013.10.04 01:17


【울산=뉴시스】고은희 기자 = UNIST(울산과학기술대학교·총장 조무제)는 이재성(60) 나노생명화학공학 교수 연구팀이 

나노 합성 기술을 활용해 전기 전도도가 향상된 새로운 산화철 전극을 개발함으로써 태양광의 수소 전환 효율을 5.3%까지 

끌어 올렸다고 25일 밝혔다.


태양광의 수소 전환효율은 정해진 면적에 도달하는 태양에너지 중 수소생산에 쓰인 비율로 생산된 수소의 양을 입사하는 

태양에너지의 양으로 나눠서 계산한다. 


이재성 교수는 "이 기술의 실용화를 위해서는 10% 이상의 전환 효율이 필요하다. 그러나 이번 연구 결과는 그 간 심리적 

장벽이었던 5%의 벽을 깼고 이를 넘어 궁극적으로 10% 효율로 가는 길을 제시하는 이정표로서 중요한 기여를 했다"고 

말했다. 


이번 태양광의 수소 전환 효율은 현재까지 세계 최고 기록으로 인정되는 스위스 로잔느 공대의 그래첼 교수의 태양광 전환 

효율 4.2%를 능가했다.


대표적인 광촉매 재료의 하나인 산화철(Fe2O3)은 값이 싸고 넓은 영역의 빛을 흡수한다. 그러나 전기 전도도가 낮아 

광전자를 통한 수소 전환 효율이 낮다는 단점이 있다. 


이재성 교수 연구팀은 나노 합성 기술을 이용해 벌레 모양의 독특한 형상을 한 산화철을 얻었다. 여기에 미량의 백금을 

도핑하고 코발트 포스페이트를 보조 촉매로 사용해 광촉매 내 전하의 이동성질을 대폭 향상해 태양광의 수소 전환 효율을 

증가시켰다.


이재성 교수는 "태양에너지를 수소로 전환하는 효율이 낮은 것이 광촉매 기술 상용화의 최대 걸림돌이다. 이번 기술 개발을 

통해 미래 수소 제조 기술의 상용화를 앞당길 수 있는 계기가 될 것"이라고 말했다.


이번 연구는 한국연구재단(이사장 이승종)의 A3 Foresight program의 지원으로 UNIST 이재성 교수(60)와 동경대학 

도멘(60) 교수의 국제 공동연구를 통해 수행됐고 UNIST 김재영(27) 연구원이 한국과 일본을 오가며 실험을 진행했다.


또 미래창조과학부(장관 최문기)와 한국연구재단이 추진하는 중견연구자지원사업 및 인공광합성 센터(소장 윤경병)의 

지원으로 수행됐다. 


이번 연구결과는 네이처 퍼블리싱 그룹이 발행하는 사이언티픽 리포트지 9월 17일 자 인터넷 속보에 게재됐다.


gogo@newsis.com


벌레 모양의 산화철 전극을 이용한 고효율 물분해 장치의 모식도. 산화철은 햇빛을 받아 그 에너지를 흡수하여 물을 분해함으로써 수소와 산소를 발생시킨다. - UNIST 제공

벌레 모양의 산화철 전극을 이용한 고효율 물분해 장치의 모식도. 산화철은 햇빛을 받아 그 에너지를 흡수하여 물을 
분해함으로써 수소와 산소를 발생시킨다. - UNIST 제공 [동아사이언스 게제] 


"Single-crystalline, wormlike hematite photoanodes for efficient solar water splitting"

Scientific Report Online publish - http://www.nature.com/srep/2013/130917/srep02681/full/srep02681.html



[전자신문] http://www.etnews.com/news/nationland/2835315_1495.html

[뉴스한국] http://www.newshankuk.com/news/content.asp?fs=1&ss=3&news_idx=201309251754561484

[아주경제] http://www.ajunews.com/kor/view.jsp?newsId=20130925000326

[동아사이언스] http://www.dongascience.com/news/view/2463

[파이낸셜뉴스] http://www.fnnews.com/view?ra=Sent0901m_View&corp=fnnews&arcid=201309250100245470013413&cDateYear=2013&cDateMonth=09&cDateDay=25

[EBN] http://www.ebn.co.kr/news/n_view.html?id=630944

[울산매일신문] http://www.iusm.co.kr/news/articleView.html?idxno=308192

[연합뉴스] http://news.naver.com/main/read.nhn?mode=LSD&mid=sec&sid1=101&oid=001&aid=0006499232

[노컷뉴스] http://www.nocutnews.co.kr/Show.asp?IDX=2624930

[매일경제] http://news.mk.co.kr/newsRead.php?year=2013&no=894072




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Board/News 2012.08.17 14:21

 

 

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Board/News 2012.03.02 09:47
<이종 접합 광전극 제조 기술>비스무스 바나데이트(BiVO4)가 태양에너지를 흡수해 전자를 만들면, 전자가 산화텅스텐(WO3)쪽으로 이동해 수소 생산 효율을 높인다.

이재성 포스텍 교수팀, 국제학술지에 논문

(서울=연합뉴스) 이주연 기자 = 태양 빛으로 수소를 만들 때 효율을 획기적으로 높이는 기술이 개발됐다.

교육과학기술부는 포스텍(포항공과대) 이재성 교수팀이 햇빛을 받으면 물을 전기분해해
수소와 산소로 만드는 광촉매 전극의 전자 손실을 줄이는 방법으로 수소의 생산 효율을 높였다고 1일 밝혔다.

광촉매 전극이 빛에너지를 흡수하면 전자가 빠져나와 물과 반응해 수소로 전환된다. 광촉매 전극에는 주로
햇빛의 가시광선을 많이 흡수하면서 저렴하고 대량생산할 수 있는 재료를 쓴다. 대표적인 재료가
비스무스 바나데이트인데, 이는 넓은 영역의 빛을 흡수하는 대신 전자의 수소 전환 효율이 낮다는 단점이 있다.

이 교수팀은 비스무스 바나데이트에 산화텅스텐을 접합시켜 광전극의 단점을 극복했다. 산화텅스텐은
빛에너지를 수소로 전환하는 효율이 높다.

이 교수는 "비스무스 바나데이트가 산화텅스텐보다 에너지 레벨이 높아 전자가 산화텅스텐 쪽으로 이동한다"고 말했다.

비스무스 바나데이트가 많은 빛을 흡수해 전자를 만들면, 전자들이 수소 전환 효율이 높은 산화텅스텐으로 이동해
많은 수소를 생산할 수 있게 된 것이다. 이렇게 개발된 이종접합(heterojunction) 광촉매 전극은
기존의 산화텅스텐 광전극보다 수소 전환 효율이 74% 높다고 연구진은 밝혔다.

<나노 막대 전극의 조립과정>다공성 막을 틀로 삼아 그 구멍 안에서 나노 구조의 광촉매 막대를 성장시켰다.

또한 광촉매 전극의 표면 입자를 나노미터(㎚·10억분의 1m)급 크기의 막대 형태로 만들어 기존 광전극보다
성능을 4배까지 높였다고 덧붙였다. 막대의 축을 따라서 전자의 흐름이 빨라진 것이다.

이 교수는 "이 같은 연구가 지속되면 2020년께 양질의 수소를 경제적으로 대량생산할 수 있을 것"이라고 말했다.

두 개 기술을 밝힌 이번 연구성과는 에너지·환경분야의 최고 학술지인 '에너지 앤 인바이런먼털 사이언스
(Energy and Environmental Science, IF=9.5)'와 나노기술 및 재료 분야의 권위 있는 학술지인
'어드밴스드 머티리얼스(Advanced Materials, IF=10.9)'에 각각 게재됐다.

[한국경제] http://www.hankyung.com/news/app/newsview.php?aid=2012030192451
[디지털타임스] http://www.dt.co.kr/contents.html?article_no=2012030202010857661004
[서울경제] http://economy.hankooki.com/lpage/it/201203/e20120301164857117800.htm
[연합뉴스] http://news.naver.com/main/read.nhn?mode=LSD&mid=sec&sid1=101&oid=001&aid=0005535469
[세계일보] http://www.segye.com/Articles/NEWS/SOCIETY/Article.asp?aid=20120301021365&subctg1=&subctg2=
[동아사이언스] http://news.dongascience.com/PHP/NewsView.php?kisaid=20120301200002281600
[뉴시스] http://news.naver.com/main/read.nhn?mode=LSD&mid=sec&sid1=105&oid=003&aid=0004366412
[파이낸셜 뉴스] http://www.fnnews.com/view?ra=Sent0901m_View&corp=fnnews&arcid=201202290100257110013807&cDateYear=2012&cDateMonth=03&cDateDay=01

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Board/News 2011.11.23 20:21
Jae Young Kim (PhD candidate) won 'Young Scientist Award' at Korea-Japan Symposium on Frontier
Photoscience (KJFP) - 2011.


Title: Graphene and Carbon Nanotube Composite Conducting Scaffold in Iron Oxide Photoanode
for Photoelectrochemical Water Oxidation
.
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Board/News 2011.11.23 20:17
Ji-Wook Jang (PhD candidate) won a Poster Award at 2011 KIChE Fall Meeting.

Title: Photocatalytic synthesis of pure and water-dispersible graphene monosheets
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