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태양에너지 품은 조류(藻類)를 ‘하이브리드 나노구조체’에 넣어 전기 추출
태양광 에너지 변환 기술 실용화에 기여할 것 기대
나노 분야 세계적 권위지 「Nano letters」 게재, 경기도 지역협력 연구센터(GRRC) 지원으로 연구


▲ 송영석 교수(파이버융합소재공학전공)

송영석 교수(파이버융합소재공학전공)가 조류(藻類)를 이용해 기존 보다 20배 가까이 효율을 높인 광합성 세포전지를 개발했다.
(논문명 : a broadband multiplex living solar cell, 교신저자 송영석)

송 교수의 논문은 연구의 우수성을 인정 받아 나노 분야 국제 학술지 「Nano letters(영향력 지수 : 12.279)」 온라인 판에 게재됐으며 인쇄판 표지에도 소개된다.

조류(藻類)가 물 위를 떠다니며 쬐는 태양 빛은 훌륭한 전기에너지 자원이다. 조류를 광합성 전자 추출 시스템에 넣으면 태양에너지를 전기에너지로 변환시킬 수 있기 때문.

조류에서 추출한 전기에너지는 지속가능한 친환경 에너지로 주목받으며 세계적으로 여러 연구가 진행 중이지만 에너지 효율이 낮고 특정 가시광선 파장대에서만 에너지를 생산할 수 있는 한계가 있었다.

송 교수는 금 나노입자와 산화아연 나노막대를 이용해 ‘하이브리드 나노 구조체’를 개발했다. 남조류 기반의 광합성 전자 추출 시스템과 결합한 결과 플라즈모닉 현상(plasmonic effect)과 광양극(photoanode)을 이용해 기존 식물세포전지보다 넓은 빛 파장에서 약 17배 높은 에너지를 추출하는 데 성공했다.


▲ 송영석 교수가 개발한 ‘하이브리드 나노 구조체’. 나노입자(보라색 동그라미)와 산화아연 나노막대에 녹조(cell)를 넣어 전기에너지(빨간색)를 추출한다. 기존 기술은 1번에 해당하는 전기 용량만 추출할 수 있었지만 송 교수의 기술을 활용하면 2번~3번 전기를 추가로 얻을 수 있다.

송 교수는 “나노, 광학, 바이오 및 에너지 등 다양한 기술을 융합하여 광대역에서 작동하는 고밀도 에너지 세포전지 시스템을 개발했다”며 “당장 상용화하긴 어렵지만 태양광 에너지를 변환시키는 기술 개발의 초석 연구가 될 것으로 기대한다”고 했다.

한편, 이번 연구는 한국연구재단과 경기도 지역협력 연구센터(GRRC)의 지원으로 수행했다.