*광전기화학 물분해(photoelectrochemical water splitting): 빛으로부터 생산된 전기로
물 분자를 분해해 수소와 산소를 생산하는 방법
□ 연구팀은 아미노산의 한 종류인 L-프롤린을 첨가제로 사용해 페로브스
카이트 자체의 이온결함을 보완하였다.
∘ 특정한 조건에서 양이온과 음이온을 모두 가질 수 있는 L-프롤린이 페
로브스카이트 내부의 양이온 결함 및 음이온 결함을 모두 채움으로써
소자의 효율과 안정성을 향상시킨 것이다.
*L-프롤린(L-proline) : 단백질을 구성하는 20개의 아미노산 중 하나로써, 아민기
(amine) 및 카복실기(carboxyl) 이 두 작용기를 모두 가지고 있으며 이는 용액의
pH에 따라 작용기가 가지는 전하가 달라진다.
*양쪽성이온(zwitterion) : 한가지의 분자에 양이온과 음이온을 동시에 가지고 있는 이온
□ 또한 인듐 갈륨 액체금속과 티타늄 포일로 페로브스카이트를 밀봉함으
로써 수분에 대한 취약성도 해결하였다. 수분에 영향을 받지 않을 뿐
만 아니라 전극과 소자 간 전하이동도 역시 높여 수소생산 효율을 한
층 높일 수 있었다.
∘ 실제 이렇게 만들어진 소자는 기존 페로브스카이트 광전기화학 소자
대비 2배 이상의 안정성을 가지며 수소생산효율(반쪽전지 효율) 역시
9.6%로 이는 페로브스카이트 소재를 사용한 광전기화학 소자 중 가장
우수한 성능이다. 연구팀은 향후 더욱 안정적인 수소생산을 위한 페로
브스카이트 재료연구 및 생산단가를 낮추기 위한 촉매 연구를 추진할
예정이다.
□ 과학기술정보통신부와 한국연구재단이 추진하는 기초연구실사업(글로
벌연구실사업), 원천기술개발사업(기후변화대응기술개발사업), 기초연구
사업(중견연구)의 지원으로 수행된 이번연구 성과는 재료분야 국제학
술지‘어드밴스드 펑셔널 머터리얼(Advanced Functional Materials)’에
1월 21일 온라인 게재되었다. <끝>