루테늄 계열 염료 사용해 베타전자 3만2000배 생성

대구경북과학기술원(DGIST)은 에너지공학전공 인수일 교수 연구팀이 개발한 염료감응 베타전지. DGIST 제공

[파이낸셜뉴스] 국내 연구진이 충전없이도 반영구적으로 사용할 수 있는 베타전지를 개발했다. 연구진은 이 베타전지 효율 향상을 위한 추가 연구를 통해 우주, 심해와 같은 극한 환경이나 의료분야 등에 활용될 것으로 기대하고 있다.

대구경북과학기술원(DGIST)은 에너지공학전공 인수일 교수 연구팀이 '염료감응 베타전지'를 최초 개발했다고 15일 밝혔다.

연구진 실험결과 루테늄 계열인 N719 염료로 개발한 전지는 베타전지의 베타선원에서 발생한 전자 대비 3만2000배의 전자를 만들어냈다.

베타전지는 방사성 동위원소를 원료로 이용하는 차세대 전지 중 하나이다. 방사성 동위원소에서 방출되는 베타선은 인체 유해성 및 투과도가 낮아 높은 안전성을 가진다.

인수일 교수는 "이번 연구는 기존 방식과는 달리 값싼 염료를 적용해 새로운 베타전지 개발에 성공했다는데 큰 의의가 있다"고 밝혔다.

연구진은 기존의 베타전지에서 방사선흡수체로 사용된 값비싼 반도체 물질을 루테늄 계열의 'N719' 염료로 대체했다. 또한 베타선을 방출하는 동위원소인 '탄소-14'를 적용해 기존 베타전지가 가진 복잡한 구조를 단순화했다. 또 '탄소-14'를 나노입자로 만들어 에너지 밀도를 높였다.

또 베타전지에 사용된 '탄소-14'는 약 5730년의 반감기를 가지고 있다. 연구진은 상용화에 성공할 경우 반영구적 수명을 가질 것으로 예상하고 있다.

인 교수는 "아직 풀어야 할 숙제가 많지만 안전하고 저렴한 염료감응 베타전지 개발에 노력하겠다."고 밝혔다.

이번 연구는 화학 분야의 저명한 국제학술지 '케미칼 커뮤니케이션즈' 52호에 7월 4일 표지논문으로 게재됐다.

화학 분야의 저명한 국제학술지 '케미칼 커뮤니케이션즈' 52호에 7월 4일 표지논문으로 실린 염료감응 베타전지 모식도. DGIST 제공

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monarch@fnnews.com 김만기 기자

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