태양광은 기후위기를 극복하기 위한 가장 효과적인 대체 에너지원으로 불린다. 무한의 태양광원을 활용하기에 가장 지속가능한 전력원이기도 하다. 전 세계가 태양광 발전 비중을 빠르게 높여가고 있는 것도 바로 이 때문이다.
태양광이 대표적인 차세대 친환경 에너지원이란 사실에 대해선 누구도 이의를 달지 못한다. 문제는 태양광의 발전 효율이 낮다는 점이다. 미국 에너지정보국(EIA)에 따르면 태양광의 발전효율은 원전, 화력발전은 크게 못미친다. 심지어 풍력보다도 낮다.
태양광 낮은 효율의 한계를 뛰어넘은 차세대 태양전지 페로브스카이트 솔라셀(perovskite solar cell)이 각광받는 이유다. 페로브스카이트는 실리콘(1세대), 유기박막(2세대)에 이은 3세대 솔라셀로, 태양광 효율을 종전보다 2배 이상 높일 수 있어 전세계의 주목을 받고 있다.
차세대 페로브스카이트 솔라셀을 개발한 성균관대 교수(화학공학, 64세)가 국내 과학계 최고 영예인 ‘대한민국 최고 과학기술인상’ 수상자에 뽑혔다. 과학기술정보통신부와 한국과학기술단체총연합회는 올해 과기인상 수상자로 박 교수를 선정했다고 7일 밝혔다.
박 교수는 페로브스카이트 구조를 갖는 광흡수 물질을 이용, 안정적이면서도 높은 효율의 고체형 페로브스카이트 솔라셀을 최초로 개발, 태양전지 기술의 패러다임을 바꾼 공로를 인정받았다.
페로브스카이트는 사면체나 팔면체 또는 입방체의 결정 구조를 가지는 물질로 부도체나 반도체, 도체, 초전도 현상 등 다양한 특성을 보인다.
박 교수는 2011년 선행연구에서 찾은 페로브스카이트 구조 화합물이 빛을 잘 흡수하는 특성을 가지는 것에 착안, 2012년 표준 태양광 조건에서 9.7% 효율로 500시간 이상 안정적으로 동작하는 페로브스카이트 태양전지를 개발했다.
박 교수의 연구 결과를 담은 논문은 2012년 이후 지난 4월까지 무려 8300회 이상 인용되면서 페로브스카이트 포토볼타익스(광전지)란 새로운 연구 분야를 개척했다는 평가를 받는다.
박 교수는 '페로브스카이트 태양전지의 아버지'라 불린다. 학술기업 클래리베이트 애널리틱스가 선정한 세계 상위 1% 연구자에 2017년부터 7년 연속 선정된 이유다. 2017년엔 노벨화학상 수상 가능자에 선정됐다.
박 교수가 뿌린 씨앗 덕분에 세계적으로 후속 연구가 활발히 진행돼 현재까지 페로브스카이트 태양전지 관련 누적 발표 논문 수가 무려 3만8200편에 달할 정도다. 박교수 덕분에 그 사이 효율도 3배 이상 높아졌다.
박 교수는 지난 5일 시상식에서 "중차대한 기후위기를 맞닥뜨리고 있는 데 과학자들이 신재생 에너지 연구에 더 박차를 가해달라는 취지에서 올해의 과기인상을 준 것 같다"고 소감을 밝혔다.
박 교수는 이어 "2050년 넷제로(탄소중립) 해결을 위해선 태양전지 용량이 약 75테라와트(TW)가 요구되는데, 2020년에 겨우 1TW를 만들었다"며 "앞으로 페로브스카이트 상용화와 효율을 더 높일 수 있는 소재 발굴 등 연구를 이어가겠다고 강조했다.
대한민국 최고과학기술인상은 2003년부터 한국을 대표할 탁월한 연구성과를 이룬 과학기술인에 수여되는 과기계 최고 권위의 시상이다. 올해는 17명의 후보자를 대상으로 3단계의 심사를 거쳐 박 교수가 수상자로 선정됐다.
과기정통부는 오는 10일 한국과학기술회관에서 개최하는 제2회 세계 한인 과학기술인대회 개회식에서 박 교수에게 대통령상과 함께 부상으로 현금 3억원을 수여할 계획이다.
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