국내 연구진이 친환경 수소 에너지를 효율 생산할 수 있는 새로운 고품질 단결정 광전극 형성법을 개발했다.
광주과학기술원(GIST·총장 문승현)은 이상한 신소재공학부 교수팀이 태양광을 이용한 물 분해 시 나노미터(㎚) 두께의 기능성 삽입 층을 이용, 고품질의 단결정 광전극을 형성할 수 있는 기술을 개발했다고 3일 밝혔다.
광전극이란 태양광을 흡수해서 전자와 정공을 발생시키는 물질로 만들어진 전극을 말한다. 물이 광전극에서 발생한 전자 및 정공과 반응, 친환경 재생이 가능한 수소에너지로 전환된다.
광전극 대표 물질이 비스무스 바나데이트(BiVO4)로, 아직까지 구동 가능한 고품질의 단결정 광전극 형태로 제작한 사례는 없다.
이 교수팀은 나노미터 두께의 산화텅스텐(WO3)을 삽입, 고품질의 단결정 비스무스 바나데이트 광전극이 형성되고 동시에 고효율의 수소 생산이 가능하다는 사실을 규명했다. 산화텅스텐을 삽입층으로 했을때 광 전류 밀도가 10배 이상 향상되는 것으로 나타났다.
이 교수는 “광 전류 밀도가 높다는 것은 태양광으로부터 받은 빛 에너지를 전기 에너지로 변환하는 효율이 커진다는 것을 의미한다”면서 ”친환경 에너지 생산 기술 분야에 눈부신 발전을 가져올 것으로 기대된다”고 말했다.
GIST 기후 변화 대응 기술 개발 과제의 지원으로 수행된 이번 연구 결과는 에너지소재 분야의 세계 학술지인 '저널 오브 머티리얼스 케미스트리 에이' 온라인에 최근 게재됐다.
광주=김한식기자 hskim@etnews.com
