황성주 교수팀 논문 'Nature Scientific Reports'에 게재

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등록일2013.07.29
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온실가스로부터 태양광 이용해 유기화합물 생산기술 기반 마련

본교 연구진이 온실가스인 이산화탄소로부터 태양광을 이용해 다양한 유기화합물을 생산해낼 수 있는 인공 광합성 기술의 중요한 기반을 마련했다.

화학·나노과학전공 황성주 교수(교신저자)와 자야반트 락스만 군자카르 연구교수(제1저자)의 논문이 세계적 과학저널 네이처(Nature)의 자매지인 'Nature Scientific Reports' 6월 26일자에 게재됐다. 황성주 교수 연구팀은 2차원 반도체 무기 나노시트와 0차원 금속 산화물 나노클러스터를 결합함으로써 물분해 산소생산용 고성능 가시광 광촉매 소재를 합성하는 기술 개발에 성공했다.

최근 전세계적으로 화석연료 고갈과 기후변화 문제에 대처하기 위해 온실가스인 이산화탄소로부터 유용한 유기화합물을 생산하려는 인공광합성 기술과 태양광 에너지의 대부분을 차지하는 가시광을 효과적으로 활용할 수 있는 가시광 광촉매 소재 기술이 매우 중요한 산업기술로 각광받으며 연구가 활발히 이뤄지고 있지만 이 분야의 국내 연구진 기술 점유율은 미미한 실정이었다.

황 교수는 지난 10년간 그래핀(Graphene)과 유사하지만 보다 다양한 기능성과 화학적 성질을 갖는 금속 산화물, 이중층 수산화물 등의 2차원 무기 나노시트를 개발하고 이를 광촉매, 이차전지용 전극 및 온실가스 흡착제 분야에 응용하는 연구를 진행해왔다. 이번 연구에서 연구팀은 층상 무기물의 일종인 아연-크롬-이중층 수산화물과 텅스텐 산화물을 각각 양이온성 2차원 나노시트와 음이온성 0차원 나노클러스터로 합성하여 이들을 정전기적 인력으로 강하게 결합시키는 방법을 고안해냈다.

황 교수는 “다년간의 연구 끝에 서로 다른 파장의 태양광을 흡수할 수 있는 2차원 무기 나노시트와 나노구조체들을 결합함으로써 고성능의 인공광합성 및 수소광생산용 광촉매 신소재를 개발할 수 있었다”며 “이번 연구 개발을 통해 화석 연료의 고갈과 온실효과로 인한 기후변화 문제 해결에 기여하기를 기대한다”고 연구 의의를 밝혔다.

이번 연구는 한국연구재단의 우수연구센터사업과 산업통상자원부(전 지식경제부)의 소재원천기술개발사업 및 환경부의 환경융합신기술개발사업의 지원으로 수행됐다.

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