2차원 나노물질 대량 생산기술 확보를 통한 신융합 에너지 생산 체계 상용화에 기여

인천대학교(총장 조동성) 전기공학과 김준동 교수팀과 아주대학교 화학과 김유권 교수팀은 ‘2차원 물질(작은 원자가 한겹으로 배열되어 있는 물질)의 탁월한 광반응(원자핵에 감마선을 쬐었을 때에 일어나는 반응)을 이용하여 수소에너지 발생을 증대 시킬 수 있는 획기적인 기술’에 관한 연구 결과를 최근 발표했다.

연구에 따르면 진공 속에서 가스화한 물질을 표면에 피복하는 방법인 ‘물리기상증착’ 방식을 통해서, 수직 성장된 2차원 물질인 황화주석(SnS)을 이용 반응 표면적을 크게 향상시켜 수소의 발생을 크게 증대 시킬 수 있는 것으로 밝혀냈다.

이번 연구는 대면적의 2차원 물질 공정의 어려운 난제를 해결한 것으로 평가되고 있으며, 이동과 저장이 편리하여 신세대 에너지 활용 형태로 각광받고 있는 수소에너지 상용화 기술에의 접목에 매우 유리한 방법이 될 것으로 예상된다.

이번 연구개발에서 인천대의 말케시 파텔 (Malkesh Patel) 박사는 2차원 황화주석의 수직성장 개발하고, 김홍식 선임연구원(인천대)은 대면적 공정기술을, 그리고 아주대의 샤오메이 유 (Xiaomei Yu) 박사가 2차원 물질의 광반응 메카니즘을 규명했다.

연구결과는 Wiley에서 발간되는 ChemNanoMat 논문지의 표지 논문 (Facile Formation of Nanodisk-Shaped Orthorhombic SnS Layers from SnS2 Particles for Photoelectrocatalytic Hydrogen Production)과 영국왕립화학회(Royal Society of Chemistry)에서 발간하는 Nanoscale의 표지 논문 (Wafer-scale production of vertical SnS multilayers for high-performing photoelectric devices)으로 채택됐다, 여러 학회지에 핫이슈(Hot issue)로 소개되고 있다.

수소반응의 화학분석을 주관한 아주대 김유권 교수는 “본 기술은 광촉매 반응을 이용하여 에너지를 생산할 수 있는 매우 유용한 기술이 될 것”이다 고 말했다.

인천대 김준동 교수는 “금번에 개발된 2차원 물질의 광촉매의 기술은 고감도 광센서, 태양전지 등 다양한 에너지 분야로의 파급이 매우 클 것”이다 며, “향후 투명한 태양전지의 효율을 향상하는 방안이 될 것으로 예상된다”고 밝혔다.

인천대 김준동 교수와 아주대 김유권 교수는 초등학교 동창인 것으로 알려졌으며, 학제간 융합연구를 통해 신에너지 분야로 공동 연구를 진행하고 있다.

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