[2016 07] 김종규 교수 햇빛 재활용해 친환경 수소에너지 생산

admin | 2016.07.29 14:42 | 조회 160




햇빛으로 물을 분해해 수소에너지를 얻는 광전기화학 태양전지는 친환경적인 미래 에너지 기술로 꼽힌다.
이런 가운데 국내 연구진이 상용화의 걸림돌이 됐던 태양광에너지의 낮은 수소전환효율을 크게 높여 상용
화에 한 걸음 더 다가섰다.
박종혁 연세대 교수팀과 김종규 포항공대 교수팀은 햇빛을 재활용할 수 있는 핵심 장치를 개발해 광전기화
학 태양전지의 수소전환효율을 기존 5%에서 7%까지 높이는 데 성공했다고 17일 밝혔다. 기존 대비 40%
까지 끌어올린 셈이다. 이로써 상용화 가능 수소전환효율 목표치(10%)에 더 가까워졌다.
광전기화학 태양전지는 물을 분해해 수소를 생산하기 위해 필요한 전기에너지를 태양으로부터 얻는 자가
발전 수소 생산 시스템이다. 물이 분해되는 광전기화학층이 많은 빛을 흡수해야 광전류를 발생시킬 수 있
다. 하지만 후면에 붙어 있는 태양전지를 구동시키려면 동시에 많은 빛을 태양전지까지 투과시키기도 해야
하는 모순이 있었다.
연구진은 태양광을 파장에 따라 선택적으로 반사하거나 투과시킬 수 있는 장치인 ‘분포 브래그 반사기’를
개발해 이 문제를 해결했다. 파장이 광전기화학층이 흡수할 수 있는 영역에 있는 빛은 광전기화학층 안으로
반사시키고, 그 밖의 영역에 있는 파장의 빛은 투과시켜 태양전지에 흡수되도록 만든 것이다.
광전기화학층의 경우 입사광과 반사광을 모두 흡수할 수 있다. 한번 지나간 빛을 다시 되돌려 재활용하는
셈이다. 박 교수는 “태양광을 효율적으로 활용할 수 있도록 한 이번 연구 성과를 연료전지 등 다른 에너지
생산 기술에 접목한다면 미래 에너지 문제를 획기적으로 해결할 수 있는 한 방편이 될 것”이라고 밝혔다.
이번 연구 결과는 ‘네이처’ 자매지인 ‘네이처 커뮤니케이션스’ 6월 21일자에 게재됐다.


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<논문보기> Unassisted photoelectrochemical water splitting exceeding 7% solar-to-hydrogen conversion efficiency using photon recycling

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