신재생에너지학회 추계학술대회, 태양광 기반 암모니아 전환 연구 발표
전기신문 · · 큐피엑스 에너지 요약
이우진 성균관대 에너지과학과 박사는 5일 제주에서 열린 한국신재생에너지학회 추계학술대회에서 햇빛으로 외부 전압 없이 질산염을 암모니아로 전환하는 광음극 개발 결과를 발표했다. 페로브스카이트와 유기물 태양전지를 연결해 반응에 필요한 전압을 확보하고 촉매를 개선해 반응 전압 부담을 낮춘 방식으로, 태양전지와 촉매를 하나의 장치로 결합했다.
연구에서 태양에너지를 암모니아로 전환하는 효율은 20분간 최고 5.58%, 첫 1시간 평균 4%로 나타났다. 이 박사는 암모니아가 비료로 많이 사용되고 있으며 수소 저장 수단이나 향후 연료로도 활용될 수 있다고 설명했다.
이번 학술대회에서는 태양광의 화학원료 생산 활용, 해상풍력 유지보수 부담 완화 등 신진 연구자들의 발표가 함께 다뤄졌다.
이 글에 나온 용어
페로브스카이트
perovskite
페로브스카이트는 ABX₃ 형태의 결정 구조를 가리키는 이름이며, 태양광 분야에서는 이 구조를 갖는 금속 할라이드 화합물을 광흡수층으로 쓰는 태양전지를 뜻한다. 용액을 바르거나 인쇄하는 저온 공정으로 박막을 만들 수 있어, 고온·고진공 공정이 필요한 결정질 실리콘과 제조 방식이 다르다. 조성을 바꿔 빛을 흡수하는 파장 대역(밴드갭)을 조절할 수 있다는 점이 특징이어서, 실리콘 셀 위에 페로브스카이트 셀을 올려 서로 다른 파장을 나눠 흡수하게 하는 탠덤 구조 연구가 활발하다. 이 방식은 단일 접합 셀의 이론적 효율 한계를 넘어설 수 있는 경로로 다뤄진다. 다만 수분·산소·열·자외선에 의한 열화와 대면적 균일 코팅이 상용화 단계에서 검증 대상이며, 내구성은 IEC 61215 같은 표준 시험 절차로 평가한다.
해상풍력
offshore wind
해상풍력은 바다 위에 풍력터빈을 설치해 바람의 운동에너지를 전기로 바꾸는 발전 방식입니다. 바다는 육지보다 지형 장애물이 없어 바람이 더 강하고 일정하게 불기 때문에, 같은 용량의 터빈이라도 육상풍력보다 연간 발전량(MWh)이 많은 경향이 있습니다. 또 소음·경관 민원에서 상대적으로 자유로워 육상보다 큰 터빈을 쓸 수 있습니다. 다만 해상 기초구조물, 해저케이블, 전용 설치선이 필요해 초기 투자비와 유지보수 난이도가 육상보다 높습니다. 국내에서는 바다 밑에 기초를 고정하는 고정식(fixed-bottom)과 물에 띄우는 부유식으로 나뉘며, 수심이 얕은 해역에서는 주로 고정식이 쓰입니다.
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