UNIST, 폐목재 활용 고효율 그린수소 기술 개발

UNIST는 류정기·장지욱·장성연 에너지화학공학과 교수 연구팀이 목질계 바이오매스 중 ‘리그닌’을 태양광 수소 생산에 활용하는 ‘고효율 수전해 기술’을 개발했다고 11일 밝혔다.

리그닌은 폐목재에 풍부하게 들어 있는 유기화합물이다. 이를 이용하면 석유나 석탄 등 화석연료를 사용하지 않으면서도 필요한 유기화합물을 생산할 수 있다.

연구팀은 목질계 바이오매스에서 리그닌만 분리하기 위해 몰리브덴을 기반으로 하는 저렴한 물질인 인몰리브덴산(PMA)을 촉매로 사용했다.

60도 저온에서 PMA에 목질계 바이오매스를 반응시키자 리그닌만 분해돼 ‘바닐린’이라는 유용한 물질이 만들어졌다. 연구팀은 리그닌이 바닐린으로 변하는 과정에서 나온 전자를 추출, 물을 전기로 분해해 수소를 얻는 수전해 기술의 단점을 보완하는 데 활용했다.

연구팀은 리그닌의 변환 중 얻은 전자를 활용해 산소 발생을 막는 수전해 시스템을 설계하고, 가시광선 전체 영역의 빛을 흡수하는 페로브스카이트 광전극을 적용해 수소 생산량을 효율적으로 늘렸다. 류정기 교수는 “이번 연구는 ‘태양광 수소의 생산성 향상’과 ‘목질계 바이오매스의 활용’이라는 두 가지 목표를 모두 잡았다는 데 의미가 크다”고 강조했다.

울산=하인식 기자 hais@hankyung.com