국내 연구진이 광전극의 결정 방향 제어를 통해서 친환경 수소 에너지 생산 효율을 대폭 향상시킬 수 있는 가능성을 확인했다. GIST 신소재공학부 이상한 교수 연구팀은 비스무스 바나데이트 광전극이 결정방향에 따라 상이한 광반응 특성을 가진다는 사실을 밝혀 고효율의 물 분해 수소 생산을 위해 광전극의 결정방향의 제어가 필요하다는 근거를 제시했다고 13일 밝혔다.

광전극은 태양빛을 흡수해 전하들을 발생시키는 물질로 만들어진 전극을 말한다. 발생한 전하들은 물과 반응해 친환경 수소 에너지를 발생시킨다. 연구팀은 최근 가장 각광받고 있는 광전극 물질인 비스무스 바나데이트가 결정의 방향에 따라 서로 상이한 전하 전달 특성을 가짐을 최초로 실험적으로 밝혔다. 연구 결과, 비스무스 바나데이트 광 전극 박막은 결정방향에 따라 전하 전달 특성에 의존하는 광전류 밀도 값이 서로 확연히 다르다는 것이 확인됐다.

이상한 교수는 "이번 연구를 통해 친환경 수소 생산을 위한 대표적인 광전극 물질인 비스무스 바나데이트가 근본적으로 결정방향에 따른 전하 전달 특성에 있어 이방성을 지니고 있음을 명확히 알 수 있었다"며 "특정 결정방향으로 합성된 광전극을 제작하는 것이 수소 생산 효율을 향상시키는데 있어 매우 효과적인 방법이 될 수 있음을 확인한 것이 큰 성과이다"고 말했다. /황애란 기자