태양전지에서 태양에너지를 전환하는 물질로 값싼 페놀수지를 이용할 수 있는 가시광촉매기술이 국내 연구진에 의해 개발돼 학계의 주목을 모으고 있다.

영국왕립화학회가 발간하는 국제적인 학술소식지 ‘케미스트리월드(Chemistry World)’는 최근, POSTECH 환경공학부․화학공학과 최원용 교수가 발표한 ‘가시광용 광촉매로 사용가능한 페놀수지로 만든 저렴한 감응제(sensitizer)’ 기술을 소개했다.

이 기술은 염료감응형 태양전지 등에 흔히 사용되는 값비싼 금속유기화합물을 저렴한 페놀수지로 대체하는 것으로, 상용화에 성공할 경우 광촉매 및 태양전지의 생산단가를 크게 낮출 것으로 기대된다.

태양광에너지를 경제적으로 이용하기 위해서는 태양광의 절반 정도를 차지하는 가시광을 효율적으로 흡수하는 물질이 필요하며, 상용화 단계에 들어서려면 이 물질의 생산단가를 낮춰야 한다.

최 교수팀은 가시광선을 최대한 사용하기 위해 티타늄산화물 나노입자에 페놀수지를 가시광 감응제로 코팅해 광촉매나 태양전지의 기본 소재로 사용가능하다는 사실을 입증했다.

페놀수지는 지금까지 가시광 흡수물질로 개발된 유기금속화합물이나 유기염료에 비해 생산단가를 크게 낮출 수 있을 뿐 아니라, 대량생산도 가능하다.

또, 소재 자체의 저렴한 가격 뿐만 아니라 제조방법 역시 아세톤 용액에 페놀수지와 티타늄산화물 분말을 상온에서 분산시키는 아주 간단한 공정인 것도 큰 장점으로 꼽혔다.

광촉매 분야의 석학으로 알려진 어윈 레이즈너(Erwin Reisner) 영국 케임브리지대 교수는 이 저널과의 인터뷰를 통해 “실생활에 응용이 가능한 아주 간단한 기술이며 생산단가 역시 크게 낮출 수 있을 것으로 보인다”고 평가했다.

연구를 주도한 최원용 교수는 “이 기술이 단가를 크게 낮출 수는 있겠지만 상용화를 위해서는 기존의 감응제에 비해 낮은 가시광선 흡수 효율과 내구성은 개선이 필요하다”며 “이번 연구결과를 바탕으로 페놀 수지의 구조를 변화시켜 흡수 효율과 내구성을 향상시키는데 주력할 계획”이라고 밝혔다.