오스트리아, 햇빛을 이용해 에너지를 무기한 저장할 수 있는 수소 연료를 개발했습니다.

오스트리아 연구팀이 햇빛을 이용해 수소 연료를 만들어 에너지를 무기한 저장하는 데 성공했습니다. 비엔나 공과대학교 연구진은 양자점 광촉매를 이용한 인공 잎 기술을 개발했는데, 이 기술은 햇빛만을 이용해 물 분자를 수소와 산소로 분해하는 데 22%의 효율을 보이며 광합성과 유사한 수준의 효율을 달성했습니다. 이는 태양광 수소가 화석 연료와 경제적으로 경쟁력을 갖추게 해줍니다. 이렇게 생산된 수소는 탱크에 무기한 저장 가능하며 필요할 때 다시 전기로 변환할 수 있어 재생 에너지의 저장 문제를 해결합니다.

기존의 태양광 패널은 햇빛이 비칠 때만 전기를 생산하기 때문에 값비싼 리튬 배터리가 필요합니다. 오스트리아 연구팀의 이번 획기적인 기술은 태양 에너지를 자연이 제공하는 완벽한 에너지 저장 매체인 수소 분자 내의 화학 결합으로 직접 변환함으로써 배터리를 완전히 대체합니다. 이 인공 잎은 자외선, 가시광선, 적외선 스펙트럼 전반에 걸쳐 햇빛을 흡수하도록 양자 규모로 설계된 반도체 나노결정을 사용하여 식물의 엽록소를 모방합니다. 광자가 이 양자점에 부딪히면 전자가 여기되어 물 분자의 결합을 끊는 데 필요한 에너지를 공급하고, 순수한 수소와 산소 기체가 각각 기포 형태로 방출됩니다.

수소는 다른 어떤 연료보다 단위 무게당 더 많은 에너지를 저장하고, 탄소를 전혀 포함하지 않아 연소 시 수증기만 발생하며, 간단한 압력 탱크에 수십 년 동안 변질 없이 저장할 수 있습니다. 수소 1kg은 휘발유 3kg에 해당하는 에너지를 가지고 있습니다. 이 기술은 햇볕이 풍부한 지역을 잠재적인 에너지 수출 중심지로 탈바꿈시킬 수 있으며, 특히 햇빛은 풍부하지만 석유 매장량이 제한적인 사막 국가에 유리합니다. 수소는 차량 연료, 난방, 전력 생산, 산업용 화학물질 제조 등 다양한 용도로 사용될 수 있습니다.

생산 비용은 킬로그램당 2달러까지 떨어져 휘발유 에너지와 경쟁력 있는 수준이 되었습니다. 시스템은 옥상 설치부터 대규모 수소 발전소까지 확장 가능합니다.

출처: 비엔나 공과대학교, Nature Energy 2024

출처: https://www.facebook.com/ItisaScience/posts/pfbid02xQZ1GM9E4UEXCHYw4ACcRCUV1dsvigDZyYMR2TfvDaZ27qzMerzfykcUxkXvQ6cAl