수소·실리카 생산 신공정 개발…"기존 대비 수천배 저렴" 작성일 04-06 7 목록 <div id="layerTranslateNotice" style="display:none;"></div> <strong class="summary_view" data-translation="true">UNIST 연구진, 생산하면 할수록 수익나는 마이너스 비용구조 실현</strong> <div class="article_view" data-translation-body="true" data-tiara-layer="article_body" data-tiara-action-name="본문이미지확대_클릭"> <section dmcf-sid="30W5hCe4vP"> <p contents-hash="9f896eb5f2b56e75a512b9b920980d147dd940bbc2e6e5e1973d0236d63885dc" dmcf-pid="0pY1lhd8C6" dmcf-ptype="general">(지디넷코리아=박희범 기자)<span>수소를 생산할수록 투입비용 대비 산출 수익이 커지는 '마이너스' 비용구조의 수소·실리카 동시생산 공법이 개발됐다.</span></p> <p contents-hash="c92b38a9bb6d07054c32c46f4dd18fd4209ac6150da29cecfd971b2113c3192f" dmcf-pid="pUGtSlJ6y8" dmcf-ptype="general">UNIST 에너지화학공학과 백종범 교수팀은 폐태양광 패널의 실리콘을 활용해 고순도 수소와 고부가가치 산업용 소재인 실리카를 동시에 생산하는 고효율 공법을 개발했다고 6일 밝혔다.</p> <figure class="figure_frm origin_fig" contents-hash="d0092e437d2430a3ff24aff0a6095fb513866bd8ac4387b7028536bae8247152" dmcf-pid="UgQJV2WIW4" dmcf-ptype="figure"> <p class="link_figure"><img alt="실리콘과 물의 반응을 통해 고순도 수소와 실리카를 동시에 생산하는 기술 개념도.(그림=UNIST)" class="thumb_g_article" data-org-src="https://t1.daumcdn.net/news/202604/06/ZDNetKorea/20260406080145784fntf.jpg" data-org-width="640" dmcf-mid="trxifVYCSx" dmcf-mtype="image" height="auto" src="https://img4.daumcdn.net/thumb/R658x0.q70/?fname=https://t1.daumcdn.net/news/202604/06/ZDNetKorea/20260406080145784fntf.jpg" width="658"></p> <figcaption class="txt_caption default_figure"> 실리콘과 물의 반응을 통해 고순도 수소와 실리카를 동시에 생산하는 기술 개념도.(그림=UNIST) </figcaption> </figure> <p contents-hash="bb9d65970770ca4cc94447ea7a15424af7ad32ee1ea7980dd6e931ff8f07d830" dmcf-pid="uaxifVYCvf" dmcf-ptype="general">실리콘은 물과 반응해 수소와 실리카를 만들 수 있다. 하지만 실제로는 반응이 시작되자마자 실리콘 표면에 형성되는 실리카 피막이 물의 접근을 차단해 반응이 멈춰 버린다. 이 때문에 수소 생산량이 이론적 최대 생산량에 턱없이 부족했다.</p> <p contents-hash="784cb4e4c13ade1268f4ea5d8e2534b97cf8549d0bd769b6cb3a8ed5b11d38e0" dmcf-pid="7NMn4fGhWV" dmcf-ptype="general">연구팀은 강한 약제를 사용하지 않고도 이 실리카막을 제거할 수 있는 공법을 개발해 고순도 수소를 기존보다 최대 5배 많이 생산하는데 성공했다. 실리콘과 물을 작은 구슬이 들어 있는 용기에 넣고 굴리면, 구슬과 실리콘 입자가 서로 부딪히면서 실리카 보호막을 반복해서 부수고 벗겨내는 원리다.</p> <p contents-hash="407952753e88a7bb57e5f2528d4b16f50194a885c3786243ab5fd85c25c172ac" dmcf-pid="zjRL84HlS2" dmcf-ptype="general">실험 결과 상용 실리콘 1g당 약 1706mL의 수소가 생산됐다. 이는 이론적 최대 생산량(1713mL g⁻¹)의 99.6%에 해당하는 수준이다. 일반적인 열화학 방식이 이론 최대치 약 18~28% 수준에 머무는 것과 비교하면 최대 5배 높은 수소 생산 효율이다.</p> <p contents-hash="63fdad886c9f4635ab81c899a13785ed68194d4ca8722393acb8b4671250cdeb" dmcf-pid="qAeo68XSW9" dmcf-ptype="general">또 폐태양광 패널에서 직접 얻은 실리콘 가루를 이용한 실험에서도 이론적 최대치의 약 98% 수준에 이르는 수소 생산 성능을 기록했다.</p> <p contents-hash="a1779a36eaf10bf188efd4cac607fb3c2ce5e929a0e345be0341b8067c6abbac" dmcf-pid="BcdgP6ZvCK" dmcf-ptype="general">함께 생산된 실리카도 촉매 지지체로서 우수한 성능을 보였다. 지지체는 촉매의 활성 금속 입자를 고르게 분산시켜 주고 고정해 주는 역할의 물질이다. 생산된 실</p> <p contents-hash="836331b5011a73bc5a36439630603b7949d404a5c562ee6a7829d291a6c36534" dmcf-pid="bkJaQP5TSb" dmcf-ptype="general">리카를 사용한 니켈 촉매는 이산화탄소를 메탄으로 바꾸는 화학 반응에서 상용 실리카를 사용한 촉매보다 더 높은 이산화탄소 전환율과 메탄 선택도를 기록했다. 실리카 표면에 많은 수산기(-OH)가 촉매 입자를 더 잘 분산시키기 때문인 것으로 분석됐다.</p> <p contents-hash="e86503dbd48054bb9e4845e0819dd94149035378d59822ef5744689a9b04e043" dmcf-pid="KEiNxQ1ySB" dmcf-ptype="general">경제성 측면에서 부산물인 실리카로 얻는 수익을 아예 제외하고 계산하더라도, 이 공정의 수소 생산 단가는 기존 열화학 방식보다 수십에서 수천 배나 저렴한 것으로 나타났다.</p> <figure class="figure_frm origin_fig" contents-hash="07cb796c64ed76c7f647e8dd879cd208af61eea981120af0b8d7b8d9b196ec3c" dmcf-pid="9DnjMxtWvq" dmcf-ptype="figure"> <p class="link_figure"><img alt="UNIST 연구진. 왼쪽부터 백종범 교수, 임한권 교수, 연훠 샤오 연구원(제1저자), 루난 관 연구원과 구지원 연구원(이상 공동 제1저자)(사진=UNIST)" class="thumb_g_article" data-org-src="https://t1.daumcdn.net/news/202604/06/ZDNetKorea/20260406080147021mecl.jpg" data-org-width="636" dmcf-mid="F7b4UpsAhQ" dmcf-mtype="image" height="auto" src="https://img3.daumcdn.net/thumb/R658x0.q70/?fname=https://t1.daumcdn.net/news/202604/06/ZDNetKorea/20260406080147021mecl.jpg" width="658"></p> <figcaption class="txt_caption default_figure"> UNIST 연구진. 왼쪽부터 백종범 교수, 임한권 교수, 연훠 샤오 연구원(제1저자), 루난 관 연구원과 구지원 연구원(이상 공동 제1저자)(사진=UNIST) </figcaption> </figure> <p contents-hash="7887a9dd6155c901262a73fe0df573de2d509f9801ddd8e44760a41297f5b2d3" dmcf-pid="2mgkde0Hlz" dmcf-ptype="general">실리카 판매 이익까지 더하면 수소를 생산할수록 오히려 수익이 나는 ‘마이너스 비용 구조’도 가능하다는 분석이다. 또 한 번씩 끊어서 작업하는 배치 방식보다 끊임없이 기계를 돌리는 연속식 공정에서 생산량과 에너지 효율이 훨씬 뛰어나, 향후 대규모 산업 현장에 바로 투입하기에도 수월하다.</p> <p contents-hash="2c73ed4a7b7a7ff299b459899edb46eea2f647c49a7b77afb6210aac2a4d5cee" dmcf-pid="VsaEJdpXT7" dmcf-ptype="general">백종범 교수는 “태양광 폐패널에서 나오는 실리콘을 활용해 친환경적으로 수소를 생산하면서 산업적으로 활용 가능한 실리카까지 얻을 수 있다는 점이 기술의 장점”이라며 “처치 곤란인 폐태양광 패널을 고부가가치 자원으로 탈바꿈시켜 자원 순환 경제를 구축하는 데 큰 도움이 될 것"이라고 말했다.</p> <p contents-hash="2faf3f96981ee2f7565c534c152cc1f6859924c78238d762b62e858a0fec29e8" dmcf-pid="fONDiJUZyu" dmcf-ptype="general">연구 결과는 에너지 분야 국제학술지 줄(Joule)에 3월 27일 자 온라인으로 공개됐다. 공법 핵심인 기계화학 공정은 줄 퓨처 에너지(Future Energy) 부문에 지난 3일 소개됐다. 퓨처 에너지는 지속 가능한 미래를 위한 유망 에너지 기술과 기술의 산업적 적용 가능성을 다루는 기획 코너다.</p> <p contents-hash="01e17dde4b08013cb0dd50ea1bd892a07eaf9ddd06cf02d089fa988114b7f0fc" dmcf-pid="4Ijwniu5vU" dmcf-ptype="general">박희범 기자(hbpark@zdnet.co.kr)</p> </section> </div> <p class="" data-translation="true">Copyright © 지디넷코리아. 무단전재 및 재배포 금지.</p> 관련자료 이전 '애물단지' 폐태양광 패널, 수소·고부가 실리카로 재탄생[과학을읽다] 04-06 다음 "국립군사박물관 없는 대한민국…국방연구단지도 조성하자" 04-06 댓글 0 등록된 댓글이 없습니다. 로그인한 회원만 댓글 등록이 가능합니다.
