전남대학교는 테사롤로 야코포 화학과 교수가 독일·중국 등 국제 연구팀과 공동으로 나노 크기의 초분자 구조 내부에서 빛에 의해 전자가 이동하는 과정을 규명하며 차세대 태양에너지 전환 기술의 기초를 제시했다고 16일 밝혔다.
이번 연구는 빛을 이용해 전하를 분리하는 메커니즘을 밝혀낸 것으로, 향후 태양전지와 광촉매 등 다양한 광에너지 기술 개발에 활용될 수 있는 기초 연구로 주목된다.
연구팀은 공여체와 수용체 분자를 나노 크기의 초분자 케이지 내부에 정밀하게 배치하는 새로운 자기조립 전략을 개발했다. 기존 연구에서 흔히 나타나던 여러 구조가 섞이는 문제를 해결하고, 단일하고 안정적인 케이지 구조를 선택적으로 형성하는 데 성공했다.
이 구조 안에서는 빛을 받았을 때 전자가 초고속으로 분리되고 이동하는 현상이 나타났다. 연구팀은 이러한 전하 분리와 이후 전자가 다시 되돌아오는 과정까지 나노초 수준에서 관찰했으며, 이 과정은 펨토초 과도흡수 분광 분석으로 확인했다.
이번 연구는 초분자 구조를 이용해 빛 에너지를 전하 이동으로 전환하는 원리를 규명한 것으로, 향후 태양전지, 광촉매, 센서 등 다양한 광에너지 응용 기술 연구에 중요한 단서를 제공할 것으로 기대한다.
광주=김한식 기자 hskim@etnews.com
