I-bio 겸임 노준석 교수
그린 수소 생산기술 저가화의 실마리를 찾은 KAIST의 연구. ACS 에너지 레터스 제공
■ KAIST는 김희탁 화학공학과 교수 연구팀이 얇은 고분자 막을 분리막으로 사용하는 고분자전해질 수전해 시스템에서 양극 귀금속 촉매 함량을 낮췄을 때 발생하는 성능 악화 현상을 규명했다고 22일 밝혔다. 그린 수소을 저가에 생산할 수 있는 기술에 대한 실마리를 찾았다는 평가다. 연구팀은 이번 연구에서 고분자전해질 수전해의 양극 내 이리듐 촉매 함량을 낮췄을 때 발생하는 성능 저하 문제가 촉매층과 확산층 계면에서 바인더의 함량이 증가하기 때문이라는 새로운 시각을 제시하고 이를 규명했다. 또 티타늄 표면에 존재하는 자연 산화막의 전자띠가 굽는 '띠굽음 현상'이 완화된 계면을 설계하는 경우 이리듐 함량을 10분의 1수준으로 저감시켜도 동일한 수전해 성능을 얻을 수 있음을 확인했다. 전극계면의 조성을 변화시킴으로써 비싼 귀금속 촉매 사용량을 획기적으로 저감 가능하다는 것을 증명한 것이다. 연구 결과는 국제학술지 'ACS 에너지 레터스'에 지난 12일 온라인 게재됐다.
■ 포스텍은 노준석 기계공학과·화학공학과 교수 연구팀이 '비-허미션' 이론을 적용한 메타 격자 장치를 활용해 빛을 원하는 방향으로 보내는 데 성공했다고 22일 밝혔다. 빛이 금속 표면에 도달하면 금속 내부의 전자에게 에너지를 빼앗기는데 이러한 모든 현상을 ‘광 손실’이라고 한다. 연구팀은 이 한계를 극복하기 위해 ‘비-허미션’ 이론을 적용했다. 이 이론은 광 손실을 역으로 이용하는 이론이다. 연구팀은 먼저 의도적으로 광 손실을 발생시킬 특이점을 계산했다. 이를 바탕으로 ‘비-허미션 메타 격자 커플러’를 제작한 후 실험을 통해 그 효과를 확인했다. 그 결과 SPP의 방향을 제어할 수 없었던 기존 격자와 달리 메타 격자 장치는 SPP를 하나의 방향으로 전송했다. 또 격자의 크기와 배치를 조절해 빛과 SPP를 양방향으로 보낼 수도 있었다. 연구팀은 이 장치를 이용해 빛을 SPP로 전환하는 것뿐만 아니라 SPP를 빛으로 다시 전환하는 데도 성공했다. 연구 결과는 국제학술지 '사이언스 어드밴시스'에 지난 12일 온라인 게재됐다.
