부산경남소식

유니스트(UNIST), 유기반도체 활용 성능·안정성 높은 광전극 개발


  • 박현 기자
    • 기사
    • 프린트하기
    • 크게
    • 작게

    입력 : 2023-06-13 08:14:53

    ▲ 이번 연구를 진행한 연구진의 모습. LSTME Busan 안효진 박사, UNIST 장지현 교수, 제 1저자 윤기용 박사, 동서대학교 이정훈 교수. ©(사진제공=UNIST) 

    ACS Energy Lett. 추가 표지논문 선정

    [울산 베타뉴스=박현 기자] UNIST 에너지화학공학과 장지현 교수팀은 독일 FAU 에를랑겐 유체역학 연구소 부산지사(LSTME Busan) 안효진 박사팀, 동서대학교 이정훈 교수팀과의 공동연구를 통해 기존의 무기 반도체를 기반으로 한 광전극의 중간층으로 유기반도체를 활용해 성능과 안정성이 우수한 광전극을 개발했다고 13일 밝혔다.

    태양광 그린수소 생산시스템은 주로 무기체 반도체를 활용한 광전극으로 연구됐으나, 물속에서 쉽게 손상된다는 문제점으로 활용도에 한계가 있었다. 연구팀은 광전극으로 활용되던 산화철 광전극 표면에 유기반도체를 코팅했다. 그리고 코팅된 표면에 다시 한번 촉매를 코팅시켜 유기반도체가 물과 직접 접촉하는 것을 방지했다.

    이를 통해 코팅된 광전극은 기존 수소 생산 시스템 대비 2배의 효율을 보였으며, 이중 코팅으로 물과 접촉을 방지해 뛰어난 안정성까지 확인했다.

    ▲ 유기 반도체를 광전극의 중간층으로 활용하기위한 전극제조 모식도 (상단). 실제 중간층으로 형성되어있는 투과전자현미경 이미지(좌측 하단). 무기 반도체 (산화철)에서부터 물분해촉매까지 전하이동을 도와주는 유기 반도체의 메커니즘 모식도 (우측 하단). ©(사진제공=UNIST)

    장지현 에너지화학공학과 교수는 “유기반도체를 활용하는 광전극의 이슈인 안정성 문제를 극복해 유기반도체를 보다 더 적극적으로 수소생산을 위한 광전극에 적용할 수 있는 가능성을 확인했다”며 “이를 통해 기존 무기 반도체 위주의 광전극에서 보인 한계를 극복하며 태양에너지를 통한 그린수소 생산기술의 상용화를 앞당기는데 크게 기여할 수 있을 것이다”고 설명했다.

    이번 연구성과는 미국화학회(ACS)에서 발행하는 에너지 분야의 국제학술지인 ‘ACS 에너지 레터(ACS energy letters)’에 온라인 공개됐으며 연구의 우수성을 인정받아 추가 표지논문으로 선정돼 6월 9일 출판됐다. 주저자로는 안효진 박사(LSTME Busan)와 윤기용 박사 후 연구원(UNIST)이 참여했다.


    베타뉴스 박현 기자 (ph9777@betanews.net)
    Copyrights ⓒ BetaNews.net





    http://m.betanews.net/1420205?rebuild=on