건국대 연구팀, 태양광 수소 생산·폐수 정화 나노복합체 개발

건국대 연구팀, 태양광 수소 생산·폐수 정화 나노복합체 개발 재생에너지 및 환경 기술 발전에 큰 기여 기대 임승환 기자입력2025-02-27 15:44:25

순수 및 복합 광촉매의 FESEM / 사진. 건국대

건국대학교 배성준 교수 연구팀(이하 건국대 연구팀)이 태양광 기반 수소 생산과 염료 폐수 정화에 탁월한 효과를 보이는 'P-Co₃S₄@CdS 나노복합체'를 개발했다고 밝혔다. 이번 연구 결과는 공학 분야 학술지 'Composites Part B-Engineering'에 게재됐다.

건국대 연구팀은 카드뮴 황화물(이하 CdS)의 높은 광촉매 성능에도 불구하고 불안정성과 낮은 효율성을 극복하기 위해 새로운 나노복합체를 개발했다. 금속 유기 골격체(MOF)인 ZIF-67을 활용해 인(P)이 도핑된 Co₃S₄를 CdS 표면에 결합, 전자 이동성과 촉매 활성도를 향상시켰다.

실험 결과, 새롭게 개발된 P-Co₃S₄@CdS 복합체는 시간당 373.56μL의 수소를 생산하며, 이는 순수 CdS 촉매 대비 27배, P-Co₃S₄ 단독 촉매 대비 221배 높은 효율성을 나타냈다.

또한, 이 복합체는 태양광을 이용해 12가지 종류의 염료 오염 물질을 동시에 분해하는 능력을 입증했다. 이는 친환경적인 산업 폐수 처리 기술로서의 잠재력을 보여주며, 재생에너지 및 환경 기술 발전에 크게 기여할 것으로 기대된다.