“금속산화물(metal oxide)을 첨가한 새로운 광반응 물질을 염료감응형 태양전지에 적용해 고효율 태양전지 개발에 성공했습니다. 후속 연구를 통해 미래 고부가가치 에너지화를 실현하는데 최선을 다할 계획입니다.”
김태오 금오공과대학교 환경공학과 교수는 환경공학분야 전문가다. 그는 특히 신물질로 새로운 에너지원을 개발하고, 폐수 속 발암물질 처리 기술을 세계 최초로 개발하는 등 신재생에너지와 폐수처리 분야에서 독보적 기술력을 보유하고 있다.
김 교수는 이달 초 환경공학과 대학원생과 함께 고효율 태양전지 개발에 성공해 전기화학 분야 권위지인 `저널오브 파워소스(Journal of Power Sources)`에 연구결과를 공개했다. `저널오브 파워소스`는 전기화학분야 상위 7%에 드는 권위 있는 국제 학술지다.
그는 질소와 이산화규소를 합성해 제조한 광반응 물질을 염료감응형 태양전지에 접목, 광변환 효율을 8.68% 개선하는 획기적 결과를 얻었다.
김 교수는 “이번 연구에서 제조한 광반응 물질의 물리, 전기적 특성 평가, 전자 재결합 감소 측면에서 우수한 결과를 얻었다”면서 “태양전지 분야 외에 대기환경 분야에서 탈취, 유해가스 제거 등 흡착제와 광촉매제로도 사용할 수 있다”고 말했다.
김 교수는 지난해 12월에도 질소와 구리를 합성한 광반응물질을 이산화타이타늄에 도핑시키는 방법으로 염료감응형 태양전지의 효율을 높이는 연구결과를 얻었다. 당시 연구결과는 전기화학 분야 권위지인 `일렉트로키미카 악타(Electrochimica acta)`에 게재됐다.
산업폐수에서 신재생 에너지 생산원료를 개발하고 폐수 내 발암물질 처리기술은 세계 최고 수준이다. 김 교수는 지난 3월 자체 기술로 무격막형 전기화학적 환원법을 개발했다. 무격막형 전기화학적 환원법은 비교적 간단한 공정과 비용으로 폐수 처리 효율을 극대화한 기술이다.
김 교수는 PET 중합폐수에 대량의 탄소원과 수소원이 함유된 것에 착안, 무격막형 환원장치로 전기에너지를 투입, 신재생 에너지를 얻고, 오염물질을 제거하는 공법을 개발했다.
PET 중합폐수는 합성섬유와 플라스틱 제조공정에서 발생하는 폐수로 에틸렌글리콜과 테레프탈산이 함유돼 중합반응에 의해 발암물질이 생성되는 폐수다.
김 교수는 “발암물질을 생성하는 버려지는 폐수로부터 미래 신재생에너지를 생산하는 동시에 발암 물질도 제거할 수 있게 됐다”면서 “앞으로 상용화 연구를 통해 실제 산업현장에 활용할 수 있는 기술을 개발하고 있다”고 말했다. 한국연구재단과 미래창조과학부 일반연구지원사업으로 진행된 그의 연구결과는 당시 `사이언티픽 리포트`에 게재됐다.
구미=정재훈기자 jhoon@etnews.com
