[천안=일요신문] 박하늘 기자 = 호서대학교 화학공학부 김재엽 교수(사진)가 태양전지와 태양광 물 분해 효율을 크게 향상시키는 양자점 흡착 기술을 개발했다고 6일 밝혔다.
양자점은 수㎚(나노미터) 크기의 미세한 반도체 입자로, 높은 흡광 계수를 지니며 크기에 따라 광학특성 조절이 가능하다는 독특한 장점이 있어 디스플레이, 태양광 에너지 변환 등 응용연구가 활발히 진행되고 있다.
김재엽 교수팀은 한양대 고민재 교수, UNIST 이재성 교수와 공동연구를 통해 황화카드뮴 양자점 흡착 과정에서 망간을 도핑하면 광학 특성의 향상과 양자점 흡착량이 크게 증가한다는 사실을 규명했다. 또 금속산화물 전극을 염기성 용액으로 전처리하면 황화납 양자점 흡착량이 증가한다는 사실도 확인했다.
김재엽 교수팀은 이 기술로 광전극을 제작하는데 성공했다. 이 광전극은 양자점 감응 태양전지에 적용시 광변환 효율이 기존 대비 33%가량 증가한 것으로 나타났으며, 태양광 물 분해에 의한 수소 생산에 적용하였을 때는 광전류 값 22.1㎃h(밀리암페어)를 기록했다.
김 교수는 “이번 연구를 통해 개발한 양자점 흡착기술은 태양광 에너지를 전기에너지로 전환할 때뿐만 아니라 수소에너지로 전환할 때도 효과적으로 활용될 수 있다는 점이 가장 큰 장점”이라며 “이번 연구 결과는 태양광을 활용한 미래 기술의 상용화에 크게 기여할 것으로 기대된다”고 말했다.
이번 연구결과는 국제학술지 ‘어플라이드 카탈리시스 B : 환경(Applied Catalysis B : Environmental)’ 1월31일자 온라인 판에 게재됐다.
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