나노기반 첨단소재 상용화 길 열었다

[앵커멘트]

차세대 신재생에너지 분야를 선도하고 있는 고효율 태양전지와 폐열 등을 전기에너지로 변환하는 열전소자의 경우 효율성이 떨어지는 게 난제였는데요.

이를 해결할 수 있는 나노기반 첨단소재의 상용화 핵심기술이 국내 연구진에 의해 개발됐습니다.

이정우 기자가 보도합니다.

[리포트]

태양전지는 전기에너지로 변환하는 열전소자가 그 성능을 좌우하고 있습니다.

현재 태양전지의 효율성은 20%선 대.

효율성을 50% 선대로만 끌어 올려도 경제성과 태양에너지의 활용성이 크게 높아집니다.

열전소자의 성능 등을 획기적으로 높일 수 있는 기술이 한국표준과학연구원 이우 박사팀에 의해 개발돼 주목받고 있습니다.

그동안 나노선들이 기판 면에 평행으로 누워있는 구조를 대면적 위에 수직으로 정렬해 안정적으로 전기적 접촉이 이뤄지는 기술개발에 성공했기 때문입니다.

[인터뷰:한 희, 표준과학연구원 나노소재평가센터]
"폴리머를 구름다리 형태로 나노선 위에 띄우고 그 위에 금속을 입힘으로써 나노선 수직 정렬된 나노선에 전기적인 접촉을 성공적으로 이룰 수가 있었습니다."

단일 나노선의 경우 나노암페어 정도의 매우 적은 양의 전류를 발생시키지만 이 기술을 적용하면 집적도를 높여 전류의 양을 100만 배 이상 높일 수 있습니다.

연구팀은 열을 가하면 다른 모양으로 바꿀 수 있는 고분자 막이 특정 온도에서 액체 형태로 완전히 녹지 않고, 어느 정도의 유동성을 갖는다는 점에 주목했습니다.

수직 정렬된 나노선 상단에 구름다리 형태로 걸쳐진 2차원 고분자 박막을 입히고, 그 위에 금속을 덧씌워 나노선 끼리 안정적인 전기적 접촉이 이뤄지도록 한 것입니다.

극미세 가닥을 수직으로 세워 안정적인 전기 접촉을 성공시킨 이 기술은 나노선 상용화에 새로운 가능성을 열었습니다.

수직정렬 나노선을 기반으로 한 기체분자센서 제작을 통해 이 기술의 응용성을 확인했고, 물질의 종류에 관계없이 다양한 분야에 접목이 가능하기 때문입니다.

[인터뷰:이 우, 표준과학연구원 나노소재평가센터]
"본 기술은 수직 정열된 나노선을 기반으로 한 고효율 태양전기, 열전소자, 압전소자, 그리고 분자센서 등에 다양하게 활용될 것으로 기대합니다."

이번 연구 성과는 재료분야 세계적 권위의 학술지 '어드밴스드 머티리얼스(Advanced Materrials)' 최근호에 실렸습니다.

YTN 이정우[ljwwow@ytn.co.kr]입니다.