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미시간공대(University of Michigan)에서의 한 혁신적인 연구를 통해 태양으로부터 전력을 회수할 수 있는 매우 효과적인 기술이 개발되어 관련 연구자들의 관심을 받고 있다. 태양전지와 같이 태양으로부터 에너지를 수집하는 일반적인 방법은 매우 효율적이지 못한 것으로 알려져 있다.
미시간공대 화학공학과의 한 연구팀이 이러한 문제를 해결하기 위해 지구에서 가장 가까운 별에서 만들어지는 풍부한 에너지를 이용하는 새로운 방법을 개발했다. 그들은 금속 나노 입자들을 이용하는 새로운 방법을 개발했으며 이들 금속 나노 입자들은 나노미터 크기의 안테나와 같이 움직여 재생가능한 태양 연료와 다른 화학물질들의 생산을 가속화시켜 주는 것을 도와준다. 이번 연구팀은 Suljo Linic를 주축으로 대학원생인 David Ingram, Phillip Christopher, Hongliang Xin 등이 참여하고 있다.
이에 대해 Linic 은 “태양의 빛이 확산하는 성질로 인해 높은 비율로 태양의 빛 에너지를 화학 결합 에너지로 변환하는 공정을 디자인 하는 것은 매우 어렵다. 우리의 최근 연구 결과는 광학적 성질을 조절한 나노 입자들을 이용함으로써 높은 비율로 모아진 빛들을 화학 에너지로 변환시킬 수 있다는 사실을 보여주고 있다.”라고 말하고 있다.
연구팀의 연구 결과 두 개의 중요한 발견이 새롭게 저명한 화학 저널에 실리게 되었다. Journal of the American Chemical Society지에 실린 첫 번째 논문은 "Water Splitting on Composite Plasmonic-Metal/Semiconductor Photoelectrodes: Evidence for Selective Plasmon-Induced Formation of Charge Carriers near the Semiconductor Surface”라는 제목으로 게재되어 있으며, 이 논문에서 연구팀은 태양 에너지를 이용해 물로부터 수소 연료의 생산을 가능하게 하는 반도체 촉매(semiconductor catalyst)의 성능을 향상시키기 위해 은 나노안테나(silver nano-antennas)를 이용했다.
두 번째, 논문은 “Visible light enhanced catalytic oxidation reactions on plasmonic silver nanostructures”라는 제목으로 Nature Chemistry지에 실리게 되었으며 이 논문에서는 우선 연구진들이 열 에너지를 이용해 이루어지는 대부분의 중요한 산업적 화학 반응들이 많은 화석 연료의 사용을 요구한다고 지적하고 있다. Linic과 그의 연구팀은 태양 에너지의 생성에 제공될 수 있는 화학 반응들을 유도하기 위해 에너지 부문에서 중요한 기술들을 유도했다. 이번 연구 결과는 태양 에너지를 이용한 보다 환경 친화적인 화학산업을 발전시킬 수 있는 중요한 방법들을 소개하고 있다.
이번 연구는 국립과학재단(National Science Foundation (NSF))에 의해 자금을 지원받았으며 미화학공학 지원 재단인 Camille and Henry Dreyfus Foundation에 의해 학술상을 수상했다. 대학 당국은 이 연구 결과에 대해 특허를 추진 중에 있으며 이 기술을 상용화하기 위한 파트너 쉽을 맺고자 노력하고 있다. 이번 연구 결과에 대한 보다 자세한 연구 결과는 Water Splitting on Composite Plasmonic-Metal/Semiconductor Photoelectrodes: Evidence for Selective Plasmon-Induced Formation of Charge Carriers near the Semiconductor Surface, J. Am. Chem. Soc., 2011, 133 (14), pp 5202?5205 DOI: 10.1021/ja200086g를 참고하기 바란다.
출처 : http://www.physorg.com/news/2011-05-u-m-efficient-harvesting-solar-energy.html
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