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'그린수소' 생산하는 인공잎 성능·내구성 모두 잡았다

채연빈원

2022-06-11 11:35:04

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해조류처럼 고분자 물질 덮어씌워

문주호 연세대 신소재공학과 교수와 이형석 연세대 기계공학과 교수, 탄제완 신소재공학과 박사과정생, 강병준 기계공학과 박사과정생(왼쪽부터) 공동연구팀은 광전극의 구조 손상을 막고 구동 시간을 증가시키는 하이드로젤 기반 보호 기술을 개발했다. 한국연구재단 제공 태양 빛을 받아 물에서 수소를 생산하는 광전극의 성능과 내구성을 크게 높이는 생체모방 기술이 개발됐다. ‘인공 잎’으로도 사이트추천 <br>불리는 광전극에 해양 식물이 물속에서 몸을 보호하기 위해 표피에 두르는 고분자 물질인 하이드로젤을 덮었더니 성능이 20% 증가했다. 1시간이면 성능이 급격히 떨어지던 기존 광전극과 달리 100시간 이상 작동해도 성능바다이야기 <br>이 70% 이상 유지됐다.문주호 연세대 신소재공학과 교수와 이형석 연세대 기계공학과 교수 공동연구팀은 광전극의 구조 손상을 막고 구동 시간을 증가시키는 하이드로젤 기반 보호 기술을 개발했다고 10일 밝혔다. http://44.vdk235.club 바둑이넷마블 하이드로젤은 물을 많이 머금을 수 있는 고분자 물질로 소프트렌즈나 기저귀 등에 쓰이는 재료다.태양광으로 물을 분해해 수소를 생산하는 기술은 온실가스 배출 없이 수소를 만들 수 있는 ‘그린 수소’의 대표적 http://7.vie237.club 야마토5다운로드게임사이트 기술로 꼽힌다. 광흡수층과 전기화학 촉매를 하나의 소자로 통합한 광전극은 태양광을 받아 전하를 만들어 물을 바로 분해해 효율이 높다. 그러나 물속에서 동작하면서 광전극이 부식되거나 표면 촉매가 떨어져 나가는 내구성 http://98.vur372.club 무료충전야마토 문제가 있어 실용화에 가장 큰 걸림돌로 꼽힌다.

해조류 표면은 물을 많이 머금고 있으며 투명한 ‘하이드로젤’이라는 고분자 그물망으로 덮여있다. 연구팀은 이를 모사해 광전극 위에 하이드로젤 보호막 http://3.vyu123.club 바다이야기 게임방법을 도입했다. 문주호, 이형석 교수 제공 연구팀은 해조류와 같은 해양식물이 표피층에 하이드로젤을 만들어 표피 안쪽 세포를 보호하는 것에 착안해 광전극을 하이드로젤로 감싸는 기술을 개발했다. 값싼 폴리아크릴아마이 http://42.vhu254.club 릴게임다운로드 드 하이드로젤을 광전극에 코팅해 촉매가 잘 떨어져 나가지 않게 한 것이다. 또 광전극 표면에서 부식돼 나온 금속 이온이 하이드로젤에 갇히면서 높은 금속 이온 농도가 유지돼 부식을 막는 효과도 보게 했다. 그러면서 광 http://86.vdk235.club pc야마토게임 전극에서 만들어지는 수소 가스 기포는 하이드로젤 사이로 빠져나올 수 있도록 구조를 최적화했다.그 결과 하이드로젤로 코팅한 광전극은 성능과 내구성 모두 높아졌다. 산화물 보호막을 덮는 경우 광전극이 태양광을 http://81.vyu123.club 황금성pc버전받아 내는 광전류가 줄어드는 것과 달리 하이드로젤 보호막에서는 광전류가 20% 증가했다. 하이드로젤 보호막이 없을 땐 광전류가 1시간 내로 급격히 감소했지만 보호막을 두자 100시간 후에도 처음 광전류의 70%를 유 http://60.vms234.club 백경게임하는곳주소 지했다.연구팀은 하이드로젤 코팅 기법은 광전극 종류와 상관없이 적용할 수 있어 활용도가 높다고 설명했다. 광전극 내구성이 떨어지는 원리와 구동시간을 늘리는 원리도 함께 제시해 반영구 그린수소 생산 시스템 개발에 실마리를 제공할 것으로 기대했다. 연구팀은 실용화를 위해서는 광전극과 하이드로젤 특성을 최적화하는 추가 연구가 필요하다고 밝혔다.문 교수는 “광전극 부식과 표면 촉매 탈착을 동시에 억제하며 다양한 광전극에 적용 가능한 저가 하이드로젤 보호기술을 최초로 제시한 데 의의가 있다”고 말했다. 이 교수는 “나노그물망 형태 하이드로젤 보호막이 광전극 수소 생산에 미치는 영향을 규명하고 보호막 최적화를 통해 전극 수명을 연장시켰다”고 말했다.이번 연구는 과학기술정보통신부와 한국연구재단 리더연구사업, 나노소재기술개발사업 등의 지원으로 수행됐다. 탄제완 연세대 신소재공학과 박사과정생과 강병준 기계공학과 박사과정생이 1저자로 참여한 연구결과는 10일 국제학술지 ‘네이처 에너지’에 실렸다.

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