연구팀은 반도체를 만드는 기판인 실리콘웨이퍼를 머리카락보다 얇은 100㎚(1천만분의 1미터) 두께의 나노선이 수직으로 밀집된 구조를 만들어 물에 담궈 햇빛을 쬐인 결과 기존의 평평한 실리콘웨이퍼 판에 비해 수소 발생량이 획기적으로 증가하는 것을 밝혔다.
황 교수는 "실리콘 나노선이 수직으로 밀집된 구조에서는 전자 소실량이 적다"며 "나노구조가 빛의 파장보다 작아 빛이 반사되는 성질을 제거한 것도 에너지양을 극대화한 이유"라고 설명했다.
연구팀은 또 수소 발생량을 증가시키기 위해 실리콘 나노선 구조물 위에 소량의 백금 나노입자를 제작해 촉매제로 이용하는 방법을 적용했다.
그동안 태양에너지를 활용한 연구들은 태양전지 패털로 전기를 만드는 방법이 대부분이었다.
그러나 야간에는 발전이 불가능하고 날씨와 계절에 따른 한계가 있어 안정적인 에너지원으로 활용하는데 어려움이 있었다.
이번에 개발된 실리콘 나노선과 물을 활용한 방법은 기존의 전기발전에 비해 에너지의 보관과 운반이 쉬워 수소를 차세대 에너지원으로 쉽게 사용할 수 있을 것으로 기대된다.
황 교수는 "실리콘 나노선이 효율적으로 광수소를 발생시킬 수 있음을 입증했다"며 "기존의 반도체시설을 활용해 광수소를 대량생산할 수 있는 가능성을 보였다"고 설명했다.
이 논문은 나노과학 분야 권위지인 '나노 레터스(Nano Letters)' 온라인 판에 실렸다.
박현주 khs4096@koreanewstoday.co.kr
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