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[IT뉴스]실내조명 받아 수소 만드는 인공 나뭇잎 개발 '청정수소 수확 기대'

온카뱅크관리자

2026-02-19 15:07:30

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        <div class="article_view" data-translation-body="true" data-tiara-layer="article_body" data-tiara-action-name="본문이미지확대_클릭"> 
         <section dmcf-sid="HXJAmOgRkX">
          <figure class="figure_frm origin_fig" contents-hash="ba6f93d057d1394a8ab7336acfc87ec520aa57f03e1b7c7bfb003c7dc1714b21" dmcf-pid="XZicsIaeAH" dmcf-ptype="figure">
           <p class="link_figure"><img alt="연구팀이 개발한 실내조명용 수소 생산 인공 나뭇잎의 구조와 성능. UNIST 제공" class="thumb_g_article" data-org-src="https://t1.daumcdn.net/news/202602/19/fnnewsi/20260219150305919rxid.jpg" data-org-width="800" dmcf-mid="GqFB46u5gZ" dmcf-mtype="image" height="auto" src="https://img3.daumcdn.net/thumb/R658x0.q70/?fname=https://t1.daumcdn.net/news/202602/19/fnnewsi/20260219150305919rxid.jpg" width="658"></p>
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            연구팀이 개발한 실내조명용 수소 생산 인공 나뭇잎의 구조와 성능. UNIST 제공
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          </figure>
          <p contents-hash="1aa4c5bda87838e7935e017a3bf1a7b3bde010efdd8eaaa04535f91788f673ff" dmcf-pid="Z5nkOCNdcG" dmcf-ptype="general">[파이낸셜뉴스] 식물이 햇빛을 받아 에너지를 만드는 것처럼 실내조명 빛을 받아 수소를 생산하는 ‘인공 나뭇잎’이 개발됐다. 전 세계 전력 소비의 19%를 차지하는 조명 전력을 재활용해 청정 수소를 수확할 수 있는 길이 열렸다는 평가다. </p>
          <p contents-hash="b051feab7bb5328470b813cd00a0450bd552745fd38a8e65b8298f0e9134b8e2" dmcf-pid="51LEIhjJgY" dmcf-ptype="general">울산과학기술원(UNIST) 에너지화학공학과 장지현 교수팀은 효율적인 광전극과 수소 생산 촉매를 결합해 LED 조명하에서 수소를 생산하는 인공 나뭇잎을 개발했다고 19일 밝혔다. </p>
          <p contents-hash="59dd0750bfebda4de19d11e5b9748e3d3ceec0a944707b1811dbb48a77e788f1" dmcf-pid="1toDClAiaW" dmcf-ptype="general">인공 나뭇잎에서 가장 중요한 것은 엽록소 역할을 하는 광전극이다. 식물 엽록소처럼 빛을 받아 전하 입자를 만든다. </p>
          <p contents-hash="be6c75a6a657660cbabacfa4fa45cc7318e8b47dc98ebd802dd6a1805b0e631e" dmcf-pid="tFgwhScnay" dmcf-ptype="general">연구팀이 개발한 광전극은 햇빛보다 밝기가 약한 실내조명을 잘 흡수해 전하 입자를 만드는 황화물(CdS) 소재로 이뤄져 있다. 생산된 전하 입자는 이산화티타늄(TiO₂)층을 거쳐 뒷면의 수소 생산 촉매층으로 전달되고, 수소 생산 촉매층인 ‘3차원 니켈(3D-Ni)’ 표면에서 이 전하 입자와 물이 반응해 수소가 나온다. </p>
          <p contents-hash="8172e4b6321df03f9dde91f5f88fe38d8463ed8a5c3f10e83b912c6d2723472f" dmcf-pid="FiZu9V3GgT" dmcf-ptype="general">황화물은 강한 빛에 노출되면 ‘광부식’ 현상이 일어나는데 약한 실내 조명은 이를 최소화할 수 있다. 연구팀은 빛이 약해 줄어든 전하 입자량을 보완하기 위해 황화물에 이산화티타늄이 접합된 전극 구조를 설계했다. 이 접합 구조는 양전하 입자와 음전하 입자가 재결합해 사라지는 것을 막아 한정된 전하를 재결합 손실 없이 온전히 수소 생산에 쓰게 만든다. 또 황화물 표면에 ‘인산염(Pi)’을 코팅함으로써 황화물의 광부식은 막고 전하 이동 속도는 높여, 내구성과 효율을 동시에 잡았다. </p>
          <p contents-hash="2db9bd2c39db18f50b91253ae1603881f46d6c82b287e295d0aff4b63a0c5164" dmcf-pid="3n572f0HNv" dmcf-ptype="general">개발된 인공 나뭇잎은 외부 전압을 걸어주지 않아도 실내조명만으로 119~120 마이크로암페어(µA/cm²)의 광전류를 기록했으며, 12시간 후에도 초기 성능의 94%를 유지했다. 이는 고가의 백금(Pt) 촉매를 사용했을 때(121 µA/cm²)와 유사한 수준이다. 광전류는 인공 나뭇잎의 수소 생산량을 가늠할 수 있는 지표다. </p>
          <p contents-hash="567dc046fb70427808d7723c32470285f49f0618d68336cfa566a5d63ccf30a1" dmcf-pid="0L1zV4pXjS" dmcf-ptype="general">또 수소 생산 촉매인 3차원 니켈은 값싸고, 잉크처럼 찍어낼 수 있어 상용화에 필요한 크기로 쉽게 제작할 수 있다. 연구팀은 85cm² 인공 나뭇잎 4개를 직렬로 연결한 대형 모듈도 제작했으며, 이 모듈은 실내조명 아래에서 총 5밀리암페어(mA)의 광전류를 기록했다. </p>
          <p contents-hash="e10b962c5ee20d27241702ba7fb6f82b6637432e09d7fd9d639259a2a926dbcb" dmcf-pid="potqf8UZgl" dmcf-ptype="general">장지현 교수는 “실내조명은 날씨에 민감한 태양광과 달리 꾸준하다는 장점이 있다”며 “이번 연구로 실내에서 버려지던 빛을 수소 생산의 에너지원으로 활용할 수 있음을 확인한 만큼, 향후 수소 분리·회수 기술을 보완해 나갈 계획”이라고 설명했다. </p>
          <p contents-hash="8d4bec2102645cd12a08ff472e03c6e66b7fcfe742e05888d826f6024e15eb56" dmcf-pid="UgFB46u5kh" dmcf-ptype="general">연구 결과는 국제학술지 ‘응용 촉매 B: 환경과 에너지(Applied Catalysis B: Environmental and Energy)’에 지난달 16일 온라인 공개돼 정식 출판을 앞두고 있다.</p>
          <p contents-hash="95b48e5d7bd9e0866f8ca1b849162baa5c22c2924fed969c86f85d07261ac275" dmcf-pid="ua3b8P71jC" dmcf-ptype="general">jiany@fnnews.com 연지안 기자</p>
         </section> 
        </div> 
        <p class="" data-translation="true">Copyright © 파이낸셜뉴스. 무단전재 및 재배포 금지.</p>

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