윤종승 USC 연구팀이 태양에너지로부터 수소 생성율을 크게 증가시키고 안정성도 높인 반도체 광촉매 기술을 개발해 화제다.

윤종승 교수팀이 3년 만에 개발한 원천기술 ‘양방향 분리 전극’은 오늘(27일) 에너지 분야의 세계 최고 권위지인 ‘네이처 에너지’(Nature Energy) 온라인에 실렸다.

양방향 분리 전극은 에피성장된 반도체 박막층을 성장기판에서 떼어내 투명한 기판에 옮겨 빛이 흡수되는 계면과 촉매반응이 일어나는 계면을 분리해 서로 반대쪽에 위치하도록 한 것이다.

이처럼 별도의 계면에 형성된 금속촉매는 태양빛 흡수에 영향을 주지 않을 뿐만 아니라 전하이동을 최적화해 태양광 수소변환 효율을 13.1% 증가시킨다.

실제로 3-5족 화합물 반도체 기반의 광촉매는 가장 우수한 수소변환 효율을 보유하고 있지만, 과도한 생산비와 전해질에서 빠르게 부식하는 취약한 안정성으로 상용화에 어려움을 겪어왔다.

<녹취, 윤종승 교수_ “상용화는 앞으로 10년 이후로 예상하고 있고요. 하지만 상용화에 필요한 15% 이상의 수소변환 효율 달성하는데 저희가 이번에 개발한 기술이 크게 기여를 할 것으로 보고있습니다.”>

태양광을 이용한 전기화학적 물분해는 지구상에 풍부히 존재하는 물을 이용해 청정에너지인 수소를 생산하는 방법이다.

윤종승 교수는 서울대를 졸업하고 MIT공대에서 재료공학으로 박사학위를 취득했으며, 지난 2011년부터 USC에서 화학·재료공학과(Department of Chemical Engineering and Materials Science)에서 조교수로 재직하고 있다.