'애물단지' 폐태양광 패널, 수소·고부가 실리카로 재탄생[과학을읽다] 작성일 04-06 8 목록 <div id="layerTranslateNotice" style="display:none;"></div> <strong class="summary_view" data-translation="true">기존 공법 대비 최대 5배 효율…'마이너스 비용 구조' 가능<br>폐패널 처리·청정수소 생산 동시 해결 기대</strong> <div class="article_view" data-translation-body="true" data-tiara-layer="article_body" data-tiara-action-name="본문이미지확대_클릭"> <section dmcf-sid="2comoLzthB"> <p contents-hash="14584822e0ecabe39d0eee15c862dbf7ef04279957a9de333bdea635ed22490c" dmcf-pid="VkgsgoqFyq" dmcf-ptype="general">수명을 다한 태양광 발전 폐패널에서 회수한 실리콘으로 고순도 수소와 고부가가치 실리카를 동시에 생산하는 기술이 나왔다. 매립과 소각이 쉽지 않아 '애물단지'로 꼽히던 폐태양광 패널을 친환경 자원으로 전환할 수 있는 기술로 주목된다.</p> <div contents-hash="b85cf498b6ee9976d4d5f8ec7c09d061f7e25197e13d3456ef45b7bd77798402" dmcf-pid="fEaOagB3Tz" dmcf-ptype="general"> <p>UNIST는 6일 백종범 에너지화학공학과 교수팀이 폐태양광 패널의 실리콘을 활용해 고순도 수소와 산업용 고부가 소재인 실리카를 동시에 생산하는 고효율 공법을 개발했다고 밝혔다.</p> </div> <figure class="figure_frm origin_fig" contents-hash="ecbd115c20068735e7d5dd7cf11bfefcb845a7139a328234ff99f5e024941cbe" dmcf-pid="4DNINab0T7" dmcf-ptype="figure"> <p class="link_figure"><img alt="볼밀 공정에서 구슬의 충돌과 마찰로 실리콘 표면의 실리카 막을 지속적으로 제거해 반응을 이어가면서, 고순도 수소와 고부가가치 실리카를 동시에 생산하는 기술 개념도. 연구팀 제공" class="thumb_g_article" data-org-src="https://t1.daumcdn.net/news/202604/06/akn/20260406080129319nfcm.jpg" data-org-width="745" dmcf-mid="bq267uIkW9" dmcf-mtype="image" height="auto" src="https://img2.daumcdn.net/thumb/R658x0.q70/?fname=https://t1.daumcdn.net/news/202604/06/akn/20260406080129319nfcm.jpg" width="658"></p> <figcaption class="txt_caption default_figure"> 볼밀 공정에서 구슬의 충돌과 마찰로 실리콘 표면의 실리카 막을 지속적으로 제거해 반응을 이어가면서, 고순도 수소와 고부가가치 실리카를 동시에 생산하는 기술 개념도. 연구팀 제공 </figcaption> </figure> <p contents-hash="69421ed4ba1f503ad9457cd18ca55cc95b2218271013af81fa3e375590cc7bd8" dmcf-pid="8xfifVYCvu" dmcf-ptype="general">실리콘은 물과 반응해 수소와 실리카를 만들 수 있지만, 실제 반응에서는 표면에 형성되는 실리카 피막이 물의 접근을 막아 반응이 곧 멈추는 한계가 있었다. 이 때문에 기존 열화학 방식의 수소 생산량은 이론적 최대치에 크게 못 미쳤다.</p> <p contents-hash="eb49caad87ab24617a45a5609c2924a7fd74d60f6b443d1ad82c7737f27ef773" dmcf-pid="6M4n4fGhhU" dmcf-ptype="general">연구팀은 강한 화학 약제를 쓰지 않고도 이 실리카 보호막을 제거하는 동적 기계화학 공정을 개발했다. 실리콘과 물을 작은 구슬이 담긴 용기에서 회전시키면 구슬과 실리콘 입자가 반복 충돌하며 실리카막을 지속적으로 깨뜨려 새 반응 표면을 노출시키는 방식이다.</p> <p contents-hash="3a62e7dda3a42dc3397ea3459043a23a70ac18d69dc562ccad9dfe60217c1b24" dmcf-pid="PR8L84HlTp" dmcf-ptype="general">실험 결과 상용 실리콘 1g당 약 1706㎖의 수소를 생산했다. 이는 이론적 최대 생산량 1713㎖ g-¹의 99.6% 수준으로, 기존 열화학 방식(18~28%) 대비 최대 5배 높은 효율이다. 폐태양광 패널에서 직접 얻은 실리콘 가루를 활용한 실험에서도 약 98% 수준의 수소 생산 성능을 기록했다.</p> <div contents-hash="3ae0225769c4ca7e4fccb5ed9383804748a5d9a462186593358aa4e919dff812" dmcf-pid="Qe6o68XSy0" dmcf-ptype="general"> <p>함께 생산된 실리카는 촉매 지지체로도 우수한 성능을 보였다. 연구팀이 이 실리카를 적용한 니켈 촉매로 이산화탄소 메탄화 반응을 진행한 결과, 상용 실리카 기반 촉매보다 더 높은 전환율과 메탄 선택도를 나타냈다. 표면의 풍부한 수산기(-OH)가 촉매 입자를 더 균일하게 분산시킨 결과로 분석됐다.</p> </div> <figure class="figure_frm origin_fig" contents-hash="c533e9efa868223a3d3bfef86cba3e4e0806361cd642d23af4fc1d2fa8b733ea" dmcf-pid="xdPgP6ZvC3" dmcf-ptype="figure"> <p class="link_figure"><img alt="연구진 사진. 왼쪽부터 백종범 교수, 임한권 교수, 연훠 샤오 연구원(제1저자), 루난 관 연구원(공동 제1저자), 구지원 연구원(공동 제1저자). UNIST 제공" class="thumb_g_article" data-org-src="https://t1.daumcdn.net/news/202604/06/akn/20260406080130585ozjd.jpg" data-org-width="745" dmcf-mid="9xF9FtDgWb" dmcf-mtype="image" height="auto" src="https://img1.daumcdn.net/thumb/R658x0.q70/?fname=https://t1.daumcdn.net/news/202604/06/akn/20260406080130585ozjd.jpg" width="658"></p> <figcaption class="txt_caption default_figure"> 연구진 사진. 왼쪽부터 백종범 교수, 임한권 교수, 연훠 샤오 연구원(제1저자), 루난 관 연구원(공동 제1저자), 구지원 연구원(공동 제1저자). UNIST 제공 </figcaption> </figure> <p contents-hash="93ee9d691bed0d3f7581b825be7fdc124bacce3a99688c77a0015c9ef4ab8b08" dmcf-pid="yHvFvSiPCF" dmcf-ptype="general">경제성도 높았다. 부산물인 실리카 수익을 제외하고도 수소 생산 단가는 기존 열화학 방식보다 수십~수천배 저렴한 것으로 분석됐다. 실리카 판매 수익까지 반영하면 수소를 생산할수록 수익이 발생하는 '마이너스 비용 구조'도 가능하다는 게 연구팀 설명이다.</p> <p contents-hash="0c80ef28f951cc4bdcb4ad2865588518d6de9c7a7c24cacf87cefeaff2e6dca3" dmcf-pid="WXT3TvnQWt" dmcf-ptype="general">특히 배치식보다 연속식 공정에서 생산량과 에너지 효율이 더 높아 대규모 산업 현장 적용 가능성도 확인됐다. 급증하는 폐태양광 패널 처리 문제와 청정수소 생산을 동시에 해결할 수 있는 대안 기술로 평가된다.</p> <p contents-hash="f5cf6aba8d5fb1251ef1cd4e07adfac287c8f6bc8c17b34104ab093b623df088" dmcf-pid="YZy0yTLxv1" dmcf-ptype="general">백종범 교수는 "폐태양광 패널에서 나오는 실리콘으로 친환경 수소를 생산하면서 산업적으로 활용 가능한 실리카까지 동시에 얻을 수 있다는 점이 강점"이라며 "처치 곤란한 폐패널을 고부가 자원으로 전환해 자원 순환 경제 구축에 기여할 것"이라고 말했다.</p> <p contents-hash="618462135eccfb2fa530dda122005478b15a2262eb70fb14a6b6c08f2fb2f122" dmcf-pid="G5WpWyoMy5" dmcf-ptype="general">이번 연구 결과는 에너지 분야 국제학술지 줄(Joule, Cell Press)에 지난달 27일 온라인 공개됐다. 공정의 핵심인 기계화학 기술은 줄의 기획 섹션인 '퓨처 에너지(Future Energy)'에도 별도로 소개됐다.</p> <p contents-hash="eb099b12c40cf011a7ab6a9bbdefcc30d9d0437066c9a4487ed5fe16bfe87ec3" dmcf-pid="H1YUYWgRTZ" dmcf-ptype="general">김종화 기자 justin@asiae.co.kr</p> </section> </div> <p class="" data-translation="true">Copyright © 아시아경제. 무단전재 및 재배포 금지.</p> 관련자료 이전 TI, SDV ‘중앙 집중화’ 자동차 설계판 대전환… “1년의 개발 시간을 벌어라” 04-06 다음 수소·실리카 생산 신공정 개발…"기존 대비 수천배 저렴" 04-06 댓글 0 등록된 댓글이 없습니다. 로그인한 회원만 댓글 등록이 가능합니다.
