울산과학기술원(UNIST)은 백종범 에너지화학공학과 교수(사진)팀이 처리가 쉽지 않은 태양광 발전 폐패널을 이용해 고순도 수소와 고부가가치 화학 소재를 동시에 생산할 수 있는 고효율 공법을 개발했다고 7일 밝혔다.
실리콘은 물과 반응해 수소와 실리카(이산화규소)를 만들 수 있지만, 실제로는 반응이 시작되자마자 표면에 형성되는 실리카 피막이 물의 접근을 차단해 반응이 멈춰 버린다. 이 때문에 수소 생산량은 이론적 최대 생산량에 미치지 못했다.
연구팀은 강한 약제를 사용하지 않고도 이 실리카 막을 제거할 수 있는 공법을 고안했다. 실리콘과 물을 작은 구슬이 들어 있는 용기에 넣고 굴리면, 구슬과 실리콘 입자가 서로 부딪치면서 실리카 보호막을 반복해서 부수고 벗겨내는 원리다. 실험 결과 상용 실리콘 1g당 약 1706mL의 수소가 생산됐다. 이론적 최대 생산량의 99.6%에 해당하는 수준이다. 일반적인 열화학 방식이 이론 최대치의 약 18∼28% 수준인 것과 비교하면 최대 5배 높은 수소 생산 효율을 보였다.
백 교수는 “태양광 폐패널에서 나오는 실리콘을 활용해 친환경적으로 수소를 생산하면서도 산업적으로 활용 가능한 실리카까지 얻을 수 있다는 것이 장점”이라며 “처치 곤란인 폐패널을 고부가가치 자원으로 탈바꿈시켜 자원 순환 경제를 구축하는 데 큰 도움이 될 것”이라고 말했다.
울산=하인식 기자 hais@hankyung.com