국내 연구진이 태양광 수소 생산용 광전극의 효율을 높일 수 있는 기술을 개발했다.
한국연구재단은 아주대 조인선 교수, 한국화학연구원 신성식 박사 연구팀은 광전환 효율이 기존보다 4배 이상 높은 구리 비스무트 산화물 기반 광전극을 개발했다고 11월30일 밝혔다.
태양광으로 물을 분해해 수소를 얻는 기술은 탄소를 배출하지 않는 친환경 기술로 주목받고 있지만 광전극의 광전환 효율을 높이는데 한계가 있었다.
광전극은 태양광 에너지를 흡수해 전하 입자를 만드는 역할을 하지만 저렴한 구리 기반 화합물 기반 광전극은 경제성이 높다는 장점이 있으나 낮은 박막 품질로 광전류 값을 높이기 어려웠다.
연구팀은 산화물 입자의 생성 속도를 제어할 수 있는 용액 공정을 개발해 빈틈과 불순물을 줄임으로써 고품질 구리 비스무트 산화물 박막을 합성하는데 성공했다.
기존 스프레이 코팅법 등 용액 공정으로 제작한 박막보다 광전환 효율이 4배 가까이 향상됐고 광전류 값도 평방센티미터당 3.5mA로 기존 기술에 비해 2배 이상 높은 것으로 알려졌다.
조인선 교수는 “광전환 효율을 더 높이고 대면적화하는 연구를 통해 기술을 상용화할 계획”이라고 밝혔다.
연구 결과는 국제 학술지 나노 에너지(Nano Energy) 11월4일자에 게재됐다. (K)