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국내 연구진, 안전성 높이고 가격 낮춘 수소 생산 기술 개발

페로브스카이트 기반 광전극 중 최고 효율과 안정성 보여

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헬로티 이동재 기자 |

 

 

국내 연구진이 현재까지 보고된 페로브스카이트 기반 광전극 중 가장 높은 효율과 안정성을 보이는 광전극을 개발했다.

 

광주과학기술원(GIST) 신소재공학부 이광희·이상한 교수 연구팀은 유기금속 할라이드 페로브스카이트(이하 페로브스카이트) 태양전지에 나노구조의 이황화몰리브덴 촉매를 결합GO 값비싼 백금 없이도 효율적인 수소 생산이 가능한 기술을 선보였다.

 

페로브스카이트를 이용한 광전기화학 물분해는 페로브스카이트 자체가 수분에 취약해 안정성이 떨어지고, 값비싼 백금 촉매가 필요해 비용도 높아 상용화가 어려웠다. 

 

따라서 값이 싸고 안정적이며 백금의 높은 효율을 대체할 수 있는 저비용, 고효율, 고안정성의 수소 생성 반응용 촉매와 페로브스카이트 광전극의 촉매 개발이 필요했다.

 

연구팀은 물리적 증착 방법인 펄스드 레이저 증착법을 이용해 대표적인 백금 대체 수소 생성 반응용 촉매 중 하나인 이황화 몰리브덴(MoS2)을 페로브스카이트 보호층(티타늄 포일) 위에 제작했다.

 

연구팀이 개발한 페로브스카이트 광전극은 MoS2의 높은 안정성과 효율 덕분에 기존의 백금 촉매의 쉬운 박리현상으로 인한 광전극의 빠른 초기 성능 저하를 성공적으로 방지했고 현재까지 보고된 페로브스카이트 광전극 중에 최장의 안정성인 120시간의 안정성과 최고 효율인 11.07%의 반쪽전지효율을 달성했다.

 

이상한 교수는 “본 연구 성과는 값비싼 백금 촉매 없이도 고효율, 고안정성의 페로브스카이트 기반 광전극의 제작이 가능함을 제시했다는데 큰 의의가 있다”면서 “향후 친환경 수소생산 기술의 실용화를 앞당기는데 기여할 것으로 기대된다”고 말했다.




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