[글로벌대학팀 김선영 기자] 건국대학교 배성준 교수(사회환경공학부, 교신저자) 연구팀이 태양광을 이용한 수소 생산과 염료 폐수 정화에 효과적인 ‘P-Co₃S₄@CdS 나노복합체’를 개발했다고 27일 밝혔다.

이번 연구는 공학 분야에서 높은 영향력을 지닌 국제 학술지 Composites Part B-Engineering(IF=12.7)에 지난 1월 31일 게재됐다.

연구팀은 기존 카드뮴 황화물(CdS) 광촉매가 낮은 광효율과 높은 전하 재결합율로 인해 수소 생산성과 안정성에서 한계를 보이는 점에 주목했다. 이를 극복하기 위해 금속 유기 골격체(MOF)인 ZIF-67을 전구체로 활용해 P-Co₃S₄@CdS 헤테로 접합 광촉매를 합성했으며, 인(P) 도핑된 Co₃S₄를 CdS 표면에 결합함으로써 전자 이동성과 촉매 활성도를 향상시켰다.

실험 결과, 개발된 P-Co₃S₄@CdS 복합체는 시간당 373.56μL의 수소를 생산해 순수 CdS보다 27배, P-Co₃S₄ 단독 촉매보다 221배 높은 효율을 기록했다. 또한, 12종의 염료 오염 물질을 동시에 분해하는 성능을 보이며, 산업 폐수 정화 기술로도 활용될 가능성을 입증했다.

연구의 제1저자는 건국대 사회환경공학부 Police Anil Kumar Reddy 연구교수이며, 이채은 석사과정생이 공동 저자로 참여했다. 본 연구는 과학기술정보통신부와 한국연구재단의 지원을 받아 수행됐다. 연구팀은 이번 성과가 재생에너지 기반 수소 생산과 친환경 폐수 처리 기술 발전에 기여할 것으로 기대하고 있다.

김선영 기자 글로벌대학팀 news@beyondpost.co.kr