우스터 폴리테크닉 연구소(Worcester Polytechnic Institute)는 태양으로부터 더 많은 에너지를 생성하고 저장할 수 있는 물질을 개발했다. 또한 생성된 전기를 효율적으로 저장할 수 있는 새로운 방법을 제안했다.
햇빛은 청정 에너지원이지만 지속적인 사용에 많은 방해 요인들이 존재한다. 가장 중요한 방해 요인은 간헐적이라는 것이다. 항상 맑은 날씨가 유지되지 않고, 태양 에너지로부터 생성된 전기를 즉시 사용하지 않거나 저장하지 않으면 사라지게 된다. 따라서 태양 에너지를 저장할 수 있는 최선의 방법을 개발하는 것이 매우 중요하다.
이번 연구진은 태양 에너지를 저장하는 방법으로 물의 전기 분해 프로세스를 선택했다. 산소와 수소 분자는 저장되고, 나중에 연료 전지에서 재결합되어 전기를 생성한다. 전기 분해는 수소를 생산하는 청정한 방법이지만, 많은 양의 전기와 고가의 촉매가 필요하다.
우선, 이황화 텅스텐 시트로 전기가 어떻게 전달되는지를 분석했다. 이전에는 큰 주목을 받지 못했고, 주로 전기가 텅스텐 이황화물 가장자리로 이동하는 방법에 초점을 맞추었는데, 이번 연구에서는 전기가 텅스텐 이황화물로 어떻게 들어가는지를 조사했다. 이것은 전체 전기 분해 반응의 효율을 높일 수 있게 했다.
이황화 텅스텐 시트는 지지 재료 위에 평평하게 놓이지만, 이번 연구진은 라디에이터의 베인처럼 표면에 수직으로 시트를 설치해서 전기 분해 반응의 효율을 매우 향상시킬 수 있었다.
이번 연구진은 제조비용이 적게 드는 금속 산화물로 구성된 새로운 재료를 개발했다. 이 재료는 약 500 ℃에서 합성되는데, 이것은 더 적은 에너지로 태양전지를 제조할 수 있게 한다. 또한 스프레이 페인팅과 같은 공정을 사용해서 얇은 층으로 증착할 수 있기 때문에 태양전지를 더 간단하고 빠르게 제조할 수 있다.
이 연구는 아직 기본적인 연구 단계에 불과하지만, 향후에 태양 에너지를 저렴하게 효율적으로 활용할 수 있는 새로운 길을 열어줄 수 있을 것이다.
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