포스텍, 광합성 하는 초분자체 발견
포스텍, 광합성 하는 초분자체 발견
  • 이바름기자
  • 등록일 2020.07.06 18:51
  • 게재일 2020.07.07
  • 댓글 0
이 기사를 공유합니다

김기문 화학과 교수팀 성과
빛에너지를 화학에너지로
변환시키는 소재 합성에 성공
에너지 변환 새 지각변동 예고

포항공과대학교 연구팀이 식물의 광합성을 모방해 빛을 양분으로 만드는 태양전지용 초분자체를 발견하면서 에너지 변환의 새로운 지각변동을 예고했다.

포항공대에 따르면 김기문<사진> 포항공대 화학과 교수팀이 최근 ‘포피린’과 ‘풀러렌’을 합성한 새로운 결정체를 만들었다.

이 결정체는 분자 상호작용을 이용해 독특한 광학 성질을 가지는 것으로 나타났는데, 식물의 광합성처럼 빛 에너지를 화학 에너지로 바꾼다. 이번 연구 결과는 화학 분야 세계적 권위지인 미국화학회지(Journal of the American Chemical Society) 온라인판에 최근 게재됐다.

빛에 반응해 전자를 내어주는 포피린과 전자를 수용하는 능력이 뛰어난 풀러렌의 조합을 이용한 분자 소재 개발은 오래전부터 있었다. 그러나 고체 결정형 물질로는 효과적으로 빛 에너지를 화학 에너지로 변환하지 못했다.

포항공대 연구팀은 식물의 광합성에서 영감을 받았다. 식물의 잎에서 광합성을 담당하는 엽록소의 복합체는 여러 개의 분자가 독특한 배열 구조를 이루고 이들의 상호작용이 발생해 높은 효율로 빛 에너지를 화학 에너지로 변환시켜주는 특징을 보인다.

연구팀은 포피린 박스가 쌓이면서 발생한 빈 공간에 풀러렌 분자를 가두고, 이들의 상호작용을 끌어내서 빛 에너지 전환 효율이 높은 소재를 합성하는 데 성공했다. 이렇게 만든 포피린-풀러렌 결정체는 기존의 고체 물질에 비해서 전하 분리 상태 반감기가 약 100배 정도 길게 나타났다.

교신저자인 김기문 교수는 “이번에 합성한 결정체는 태양광 발전 시스템의 기초 소재로서, 작은 빛에도 많은 전기 에너지를 발생시킬 수 있을 것으로 기대한다”라며 고효율의 신재생 에너지 소재 디자인에 기대감을 드러냈다.

한편, 이번 연구에는 카이스트 백무현 교수·박지용 박사, 독일 프리드리히 알렉산더 에를랑겐-뉘른베르크대 딕 굴디(Dirk Guldi) 교수·빙제 왕(Bingzhe Wang) 박사, 일본 교토대 슈 세키(Shu Seki) 교수·삼랏 고시(Samrat Ghosh) 박사가 함께 참여했다. /이바름기자 bareum90@kbmaeil.com
이바름기자 님의 최신기사

댓글삭제
삭제한 댓글은 다시 복구할 수 없습니다.
그래도 삭제하시겠습니까?
댓글 0
댓글쓰기
계정을 선택하시면 로그인·계정인증을 통해
댓글을 남기실 수 있습니다.