KIST, 친환경 수소 만들 저비용·고효율 광전극 개발

김동진 기자
입력 2019.12.24 17:04
한국과학기술연구원(이하 KIST) 연구팀은 저비용·고효율 광전극을 개발했다고 24일 밝혔다. 광전극은 태양광을 흡수해 전기에너지로 바꿔주는 물질이다. 온실가스와 미세먼지를 내지 않는 연료 ‘수소’를 친환경적으로 만들 때 쓴다.

김병우 KIST 연구원, 민병권 KIST 책임연구원(왼쪽부터) / KIST 제공
KIST 민병권 국가기반기술연구본부장, 이동기·김병우 박사 연구팀이 개발한 저비용·고효율 광전극은 유연·박막 태양전지 소재로 주목받는 황셀레늄화구리인듐갈륨(CIGS)으로 만든다.

CIGS는 ▲구리(Cu) ▲인듐(In) ▲갈륨(Ga) ▲황(S) ▲셀레늄(Se) 원소를 일정 비율로 결합한 화합물로 반도체 특성을 보인다. 두께(1㎛~3㎛)가 얇지만, 빛을 대부분 흡수하며 기판에 따라 휠 수 있는 특성이 있다. 차세대 태양전지용 물질 후보로도 꼽히며, 물을 환원해 수소를 생산하기 적절한 전자구조여서 광촉매 전극으로도 주목받는다.

KIST 연구진은 대량생산, 대면적화가 쉬운 저가의 용액 프린팅 공정 기반 합성법으로 CIGS 광전극을 만들었다. 백금을 포함한 비싼 귀금속 촉매 대신, CIGS 광전극 합성 과정에서 자연스럽게 형성되는 황화구리를 수소 발생 촉매로 써서 비용을 획기적으로 줄였다.

KIST 연구진이 개발한 CIGS 광전극은 지금까지의 용액 공정 CIGS 광전극 중에서 가장 높은 태양광-수소 발생 전류량(-26mA/㎠)을 기록했다. 후공정이나 귀금속 촉매 없이 기존 CIGS 광전극보다 높은 효율을 기록했다는 점에서 혁신적인 연구결과로 평가받는다. 산업적 활용 가능성도 크다.

민병권 KIST 본부장은 "태양광-수소 전환 핵심 기술인 고효율 광전극을 저비용으로 구현할 수 있는 돌파구를 만들었다"며 "저비용·고효율 광전극은 탄소발자국을 남기지 않는 친환경 시스템 구현에 이바지할 것으로 기대한다"라고 밝혔다.


T조선 뉴스레터 를 받아보세요! - 구독신청하기
매일 IT조선 뉴스를 받아보세요 닫기