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DGIST, 태양광 수소 생산용 저전압 공정 광전극 개발

대구경북과학기술원(DGIST) 에너지공학과 최종민 교수 연구팀과 국민대 화학과 김영훈 교수 연구팀은 물을 이용한 저전압 공정으로 태양광 수소를 생산하는 광전극을 개발했다고 16일 밝혔다. 연구팀은 나노결정 표면 분자를 친수성 분자로 교체한 뒤 수계 전기영동증착 공정을 적용해 기존 200V 수준이던 공정 전압을 4V로 낮췄고, 수용액 상태에서 3분 만에 전극에 소재를 증착했다. 개발된 광전극은 기존 단일 소재 전극 대비 광전류 성능이 10배 이상 향상됐으며, 태양광과 유사한 조건에서 3.0㎃/㎠의 광전류 밀도를 기록했다. 2시간 연속 광조사 후 초기 성능의 65.1%를 유지했고 기체 분석으로 수소 발생이 확인됐다. 연구는 과학기술정보통신부와 한국연구재단의 나노·소재기술개발사업 및 이노코어 사업 지원으로 수행됐으며, 결과는 학술지 Small에 게재됐다.

10월 16일

DGIST, 저전압 수계 공정 태양광 수소 광전극 개발

DGIST 에너지공학과 최종민 교수 연구팀이 국민대 화학과 김영훈 교수 연구팀과 공동으로 물 기반 저전압 공정을 활용한 태양광 수소 생산용 광전극을 개발했다. 기존에는 은·비스무트계 나노소재를 전극에 증착하기 위해 200V 이상의 전압과 독성 유기 용매가 필요했으나, 연구팀은 나노결정 표면을 친수성 분자로 교체하고 '수계 전기영동증착' 공정을 적용해 공정 전압을 4V로 낮추고 수용액에서 3분 만에 증착했다. 개발된 광전극은 단일 소재 전극보다 광전류가 약 10배 이상 향상됐고, 태양광 유사 환경에서 3.0mA/cm²의 광전류 밀도를 기록했다. 2시간 연속 광조사 후 초기 성능의 65.1%를 유지했으며 기체 분석으로 수소 발생이 확인됐다. 연구는 과학기술정보통신부와 한국연구재단의 '나노·소재기술개발사업' 및 '이노코어 사업' 지원으로 수행됐고, 결과는 국제 학술지 'Small'에 게재됐다.

10월 16일