태양광만으로 과산화수소 생산...세계 최고 수준 효율 달성

식물 광합성 원리 닮은 고효율·내구성 확보한 친환경인공광합성 전극 개발 납 없는 염료로 세계 최고 수준 과산화수소 생산 효율 기록 염료감응 광전기화학 전극(DSPEC)의 작동 원리 식물의 광합성 원리를 모사해 태양광만으로 수소와 과산화수소를 생산할 수 있는 인공광합성 전극이 개발됐다. UNIST 화학과 권태혁 교수와 에너지화학공학과 장지욱 교수 연구팀은 전하 전달 손실을 줄이고 내구성을 높인 염료감응 인공광합성 전극을 개발했다고 7일 밝혔다.

인공광합성 전극은 햇빛을 이용해 물에서 수소나 과산화수소 등 화학 연료를 생산하는 핵심 부품이다. 이 가운데 염료감응 인공광합성 전극은 유기 염료가 식물의 엽록소와 같은 역할을 하는 방식으로, 납 등 유해 물질을 쓰는 일부 광전극과 달리 친환경성이 높다는 장점이 있다.

연구팀이 개발한 전극은 유기 염료층과 레독스 매개체를 니켈 포일 안에 매립한 구조다. 빛을 받은 염료에서 생성된 전하는 염료에서 레독스 매개체, 니켈 포일, 촉매로 이어지는 경로...