산화티탄계 광촉매에 의한 물로부터 수소의 제조와 CO2의 물에 의한 환원 고정화반응

전문가 제언

○ 이 연구는 광촉매를 이용하는 에너지 저장형의 인공 광합성반응에 대해서 설명하고 있다. 즉 가시광 응답형 광촉매를 이용한 태양광 조사 하에서 물로부터 수소와 산소의 분리 생성반응에 대해서 설명하는 것과 동시에 산화티탄계 싱글사이트 광촉매를 이용한 CO2의 물에 의한 환원고정화반응에 대해서 설명하고 있다.

○ 순수한 물은 1800℃ 이상에서 분해하여 상당한 양의 수소와 산소가 발생한다. 분해된 분자의 수는 온도의 상승에 따라서 증가한다. 그러나 만일 온도가 낮아진다면 분해된 생성물은 빠르게 재결합한다. 2500K와 0.68MPa에서 1kg의 물을 열적 분해시켜 생성된 수소와 산소를 분리하기 위해서는 5.97kWh의 에너지가 필요하다.

○ 현재 100달러 선을 오르내리는 고유가의 문제는 머지않아서 Kyoto 의정서 규정을 적용받게 될 우리나라의 CO2 배출량 억제문제를 생각할 때 화석연료의 의존도를 대폭적으로 저감시키기 위한 대책과 노력이 필요하다. 이것에 대처하기 위한 방법은 대체에너지의 개발이며 그 중에서도 자동차용 대체연료의 개발은 빠를수록 좋은 상황이다.

○ 일반적으로 수소는 수소를 함유하고 있는 물질인 물이나 탄화수소를 분해하여 제조한다. 가장 일반적인 수소의 대량 제조법은 천연가스와 같은 경질의 탄화수소와 물의 반응(수증기개질)에 의한 방법이지만 일본에서는 다양한 공산품의 생산과정에서 부생산품으로서 대량으로 얻어지는 수소를 이용대상으로 기대하고 있다. 이것은 양적으로도 수백만 대의 연료전지 자동차에 이용할 수 있는 것으로 추정되고 또한 가격 면에서도 수소를 연료로서 제조하는 것보다도 저렴할 것으로 기대되고 있다.

○ 반응효율이나 반응선택성의 향상, 더욱 가시광 흡수효율의 향상 등에 대한 과제가 남아 있지만 이들의 과제를 극복하고 광촉매가 CO2 삭감의 필수기술로서 널리 이용되는 것을 기대한다.

저자

M. Saito, M. Takeuchi, M. Matsuoka

자료유형

학술정보

원문언어

일어

기업산업분류

화학·화공

연도

2010

권(호)

10(6)

잡지명

未來材料

과학기술
표준분류

화학·화공

페이지

40~45

분석자

정*진

분석물

• 산화티탄계 광촉매에 의한 물로부터 수소의 제조와 CO2의 물에 의한 환원 고정화반응.pdf [387,152 byte]

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