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이산화티타늄 광전극, 표면 친수화 처리로 광전류 10배 이상 증가

연구촉매·친환경 공정ZDNet Korea 원문 기준원문 발행 2026.10.16
촉매·친환경 공정 분야 사진 — 이 글의 내용을 찍은 사진이 아닙니다 · 바이오리파이너리 설비 · 사진 Taylor (CC BY-SA 4.0)

DGIST 최종민 교수팀과 국민대 김영훈 교수팀이 태양광 수소생산용 이산화티타늄 광전극의 나노결정 표면 분자를 친수성 분자로 교체하고, 물속에서 전기장을 가해 입자를 전극에 붙이는 수계 전기영동증착 공정을 새로 적용했다. 기존 200V 수준이던 공정 전압을 4V로 낮추고 독성 유기용매 없이 3분 만에 전극을 제작해, 고전압 공정에서 생기던 표면 손상과 산화 부산물 문제를 줄였다. 그 결과 기존 단일 소재 전극 대비 광전류가 약 10배 이상 늘었고, 태양광과 유사한 조건에서 3.0 mA/cm²의 광전류 밀도를, 2시간 연속 조사 후에도 초기 성능의 65.1%를 유지했다. 연구 결과는 국제학술지 '스몰'에 게재됐다.

핵심

  1. 나노결정 표면을 친수성 분자로 교체하고 수계 전기영동증착 공정 적용
  2. 공정 전압을 200V에서 4V로 낮추고 독성 유기용매 없이 3분 내 전극 제작
  3. 광전류가 기존 단일 소재 전극 대비 약 10배 이상 향상, 3.0 mA/cm² 기록
  4. 2시간 연속 조사 후 초기 성능의 65.1% 유지

원문이 밝힌 한계

  • 연구팀은 장시간 안정적으로 작동하고 넓은 면적에서도 성능을 유지하는 광전극 구현이 남은 목표라고 밝혔다.
  • 나노결정 표면과 소재 사이 접합구조의 정밀 제어, 실용적 운전조건에서의 성능 검증 등 후속 연구가 필요하다고 설명했다.
원문 · ZDNet Korea — DGIST-국민대, 태양광으로 수소생산 효율 10배 개선 성공
원문을 Claude 가 요약·정리하고 코드 검사(원문에 없는 수치·화학식, 가격, 상대 시점, 투자 권유, 과장 표현 차단)를 통과한 글입니다. 연구의 주장과 평가는 원 논문·발표처의 것입니다. 오류는 contact@qpx.kr.
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라온텍, SN디스플레이와 페로브스카이트 색변환 공동연구

라온텍과 SN디스플레이가 AR·VR용 차세대 마이크로디스플레이 기술을 공동 개발하는 업무협약을 맺었다. 양사는 마이크로LED·마이크로OLED에 페로브스카이트 색변환 기술을 접목해 초미세 픽셀과 풀컬러 구현 가능성을 확인하는 연구를 진행한다. 기존 양자점 색변환 방식은 4㎛ 이하 픽셀 구현이 어렵고 밝기가 떨어지는 한계가 있는데, SN디스플레이의 페로브스카이트 기술은 0.5㎛ 이하 두께에서도 색변환 효율이 높고 반도체 공정으로 미세 패터닝이 가능해 이를 대체할 소재로 검증될지 주목된다. 연구 결과에 따라 양사는 공동 시제품과 디스플레이 솔루션으로 협력을 확대하는 방안도 검토한다.

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DGIST·국민대, 저전압 수계 공정으로 태양광 수소 광전극 효율 개선

DGIST 최종민 교수팀과 국민대 김영훈 교수팀이 물 기반 저전압 공정으로 태양광 수소 생산용 광전극을 개발했다. 나노결정 표면을 친수성 분자로 바꿔 수용액 속에서 전기영동증착을 적용함으로써 기존 200V 이상이던 공정 전압을 4V로 낮추고, 독성 유기용매 없이 3분 만에 전극 코팅을 완료했다. 이 광전극은 기존 단일 TiO2 소재 전극보다 광전류가 약 10배 이상 향상됐고, 모사 태양광 조건에서 3.0mA/cm²의 광전류 밀도와 수소 발생을 확인했다. 연구 결과는 국제 학술지 Small에 게재됐다.

가스신문 · 2026.10.16
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DGIST·국민대, 저전압 수계공정으로 그린수소용 광전극 효율 향상

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전자신문 · 2026.10.16
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신한투자증권이 일본 벤처캐피탈 UMI벤처스와 함께 서울에서 '한일 딥테크 콘퍼런스'를 열고 일본 기업 제플랜과 쓰바메BHB의 화학공정 기술을 국내 벤처캐피탈·자산운용사·대기업 투자조직 등에 소개했다. 제플랜은 폐페트병과 폴리에스터 섬유를 분자 단위로 분해해 색소·불순물을 제거하고 새 PET 소재로 재생하는 기술을 갖고 있다. 쓰바메BHB는 일렉트라이드 촉매로 질소 분자의 결합을 끊어 기존보다 낮은 온도·압력에서 암모니아를 합성하는 기술을 개발했으며, 소규모 설비를 수요처 인근에 설치할 수 있다는 점이 특징이다. 신한투자증권은 지난 8월 UMI벤처스와 한일 공동투자 업무협약을 맺은 뒤 양국 기술기업 간 사업협력과 투자 기회 발굴을 이어가고 있다.

사이언스모니터 · 2026.10.15
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가스신문 · 2026.10.14
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탄소중립 전환, 화학산업 경쟁력의 핵심 변수로 부상

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이투뉴스 · 2026.10.14
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AI로 CO2·연료 전환 반응 1만개 발굴, 촉매 설계 단초 확인

연구진이 인공지능을 활용해 이산화탄소를 연료·화학물질로 전환하는 화학반응 약 1만 개를 새로 찾아냈다. 기존 모델이 놓쳤던 핵심 반응 경로들이 드러나면서 CO2 전환 예측 정확도가 크게 향상됐다. 이 과정에서 예상치 못한 수소 관련 반응도 확인됐으며, 이는 더 효율적인 촉매 개발에 실마리가 될 수 있다. 이번 성과는 전산 모델링을 통한 반응 발굴 단계로, 실제 촉매 구현은 후속 과제로 남아 있다.

ScienceDaily · 2026.10.14
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