UNIST 백정민 신소재공학부 교수팀과 이헌 고려대 신소재공학부 교수, 신종화 KAIST신소재공학과 교수, 이재성 UNIST 에너지 및 화학공학부 교수가 참여한 국내 연구진이 태양빛을 이용해 물을 분해하는 새로운 광전극을 개발했다.
백정민 교수팀이 개발한 광전극을 물에 넣으면 태양빛을 받아들여 수소와 산소로 분리해 낸다.
기존에 발표된 광전극과 마찬가지지만 ‘메타물질’을 활용한 건 처음이다.
메타물질은 자연계에 존재하지 않는 성질을 인공물질이다.
전자기파나 빛에 대한 물리적인 성질을 마음대로 조절할 수 있어 투명망토를 만드는 물질로도 알려져 있다.
메타물질 흡수체는 ‘금속-유전체-금속’ 구조를 가진다.
금(Au) 필름을 맨 아래층에 깔고, 가운데 전기를 유도하는 유전체인 이산화티타늄(TiO₂) 필름, 위층에는 금 나노입자를 올린 형태다.
백정민 교수는 “금속-유전체-금속 형태의 수직형 메타구조를 산소 생산용 광전극에 활용한 첫 시도”라며 “태양광의 약 40%를 차지하는 가시광 영역의 에너지 95% 이상을 흡수할 수 있다”고 설명했다.