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안광순 교수, ‘차세대 태양전지’ 상용화 앞당겨 N

No.1961562
  • 작성자 통합관리자
  • 등록일 : 2015.06.08 00:00
  • 조회수 : 11883
미래 에너지원으로 각광받는 ‘양자점 감응 태양전지’ 효율화 新기술 개발
‘고성능·고내구성·저가’ 촉매물질 개발해 태양전지 성능 향상 입증
세계 최고 권위지 <사이언티픽 리포트> 최신호 게재
[2015-6-8]
 
2015060802.jpg
<안광순 화학공학부 교수가 연구 결과를 설명하고 있다.>
 
 안광순(40) 화학공학부 교수팀이 미래 에너지원으로 손꼽히는 ‘양자점(quantum dot, 빛을 잘 흡수하는 나노 반도체 입자) 감응 태양전지’를 값싸고 효율적으로 에너지를 생산할 수 있도록 하는 신기술을 개발했다.
 
 영남대 안광순 교수팀이 서울대 성영은(51) 화학생물공학부 교수팀, 한국과학기술연구원(KIST) 고민재(44) 박사팀과 공동으로 진행한 이번 연구는 태양 에너지를 보다 효율적으로 이용할 수 있도록 했다는 점에서 그 의의가 크다.
 
 양자점 감응 태양전지(quantum dot-sensitized solar cell, QDSSC)는 1998년 처음 보고된 이후, 차세대 에너지원으로 활용하기 위해 활발한 연구가 진행되고 있는 태양전지 중 하나다. 양자점 감응 태양전지의 성능을 향상시키기 위해서는 태양빛을 효과적으로 흡수해 많은 전자를 생산하도록 하는 기술뿐만 아니라, 촉매전극에 도달한 전자가 전해질을 얼마나 빠르게 환원시키느냐하는 문제도 중요한 기술적 난제였다. 이러한 중요성에도 불구하고 지금까지 대체 촉매전극에 대한 연구는 매우 미진했다.
 
 연구팀은 기존에 사용되던 백금, 금, 황화구리 촉매를 대신해 내구성과 성능이 뛰어날 뿐만 아니라 가격경쟁력 또한 갖춘 질화니켈 촉매전극을 개발해 양자점 감응 태양전지의 성능을 향상시키는데 성공했다. 연구팀은 질화물 기반 화합물이 내구성이 매우 뛰어나다는 점에 주목해 촉매 특성을 가진 니켈기반 질화물(질화니켈)을 합성했고, 이를 통해 기존 촉매물질보다 훨씬 우수한 성능과 내구성을 가진다는 것을 이번 연구를 통해 밝혔다.
 
2015060803.jpg
 이번 연구에 교신저자로 참여한 안광순 교수는 “전 세계적으로 아직까지 태양전지 분야를 포함한 신재생 에너지원의 수급은 매우 부족한 실정”이라면서 “태양과 같은 지속가능한 청정에너지원을 이용하려면 무엇보다 가격경쟁력을 갖춘 기술력 확보가 중요한데, 이번 연구로 양자점 감응 태양전지의 상용화를 한 발 앞당길 수 있을 것”이라고 기대했다.
 
 이번 연구결과는 ‘질화니켈을 이용한 양자점 감응 태양전지 대체 촉매전극 개발’이라는 제목으로 관련 분야 상위 7.3%에 해당하는 세계적 권위지인 <사이언티픽 리포트>(Scientific Reports, 영향력 지수(IF) 5.078) 온라인판 최신호(5월 21일자)에 게재됐다. 사이언티픽 리포트는 세계적인 과학전문 주간지인 네이처(Nature)를 발간하는 네이처 출판 그룹(Nature Publishing Group)에서 물리학, 화학, 생물학 등 과학의 전 분야를 망라하는 종합학술지다.
 
 안광순 교수는 “나노 구조체 물질을 이용한 광전기화학 에너지 소재 개발, 차세대 태양전지 소재 개발, 수소 생산용 광전기화학 물분해 전지, 전기화학 촉매 물질 개발 등에 대한 연구를 주요 분야로 다룬다”며 “세계적인 수준의 연구력을 가진 서울대, KIST 등과 관련 분야 융합 연구를 지속적으로 추진해 나갈 것”이라고 앞으로의 연구계획을 밝혔다.
 
 한편, 이번 연구는 교육부 중점연구소지원사업과 한국연구재단의 BK21플러스사업의 일환으로 수행됐다.
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