염료감응 태양전지의 백금 전극을 탄소 소재로 대체할 수 있는 신기술이 개발됐다. 염료감응 태양전지의 상용화를 앞당길 수 있는 성과로 평가된다.
개발 주역은 KIER-UNIST 울산차세대전지원천기술센터(센터장 이정철)의 주상훈(UNIST 나노생명화학공학부, 36), 전용석(UNIST 친환경에너지공학부, 42) 교수와 한치환 한국에너지기술연구원(KIER) 박사(40)다. 이들은 공동연구로 기존 염료감응 태양전지의 백금 전극을 대체할 수 있는 나노메두사 형태의 탄소 전극 개발에 성공했다.
염료감응 태양전지는 염료로 태양빛을 흡수해 전류를 일으키는 기술을 응용해 만든 전지다. 기존 실리콘 태양전지보다 제작이 간단하고 경제적이어서 주목받고 있다.
염료감응 태양전지는 염료를 흡착한 산화타이타늄(TiO2) 광전극, 백금을 코팅한 반대 전극, 그 사이를 메우는 요오드계 전해질로 구성돼 있다.
하지만 백금은 비싸고, 장기적으로 요오드에 취약해 상용화의 걸림돌이 돼왔다.
또 백금 대체 전극으로 탄소소재가 부상했지만 탄소간, 탄소와 투명 전극간 접착력이 좋지 않아 태양전지의 장기 안정성을 떨어트리는 문제점을 안고 있었다.
공동연구팀은 메두사 형태의 탄소 나노소재 합성 기술로 이 문제를 해결했다.
메두사 형태의 탄소 나노소재는 뿔뿔이 흩어지던 탄소를 잡아 연결해 접착력을 높이고, 이에따라 전극으로 사용 시 우수한 전도성을 나타낸다. 백금 대체에 따라 제조 원가도 획기적으로 줄일 수 있다.
반면 백금 사용 전지와 비교할 때 성능에는 큰 차이가 없다.
이 연구 성과는 20일 세계적 화학 저널 `케미칼 커뮤니케이션즈(Chem. Commun.)` 2012년 65호 표지 논문으로 소개됐다.
한편 KIER-UNIST 울산차세대전지원천기술센터는 출연연-대학의 융합연구 활성화를 위해 지난해 6월 울산시의 지원으로 설립된 공동연구센터이다.
울산=임동식기자 dslim@etnews.com
