크롬은 태양광 패널에 혁명을 일으킬 수 있습니다

크롬은 스마트폰 화면과 태양전지에 사용되는 금속에 대한 저렴하고 풍부한 대안으로 엄청난 가능성을 보여주고 있습니다.

앤드류 폴 | 2023년 8월 16일 오전 10시(EDT)에 게시됨

스마트폰 화면과 태양전지에서 발견되는 가장 비싸고 조달하기 어려운 재료 중 일부는 더 저렴하고 기하급수적으로 더 일반적인 대체품으로 곧 단계적으로 폐기될 수 있습니다. 이 대체품은 새로운 발견이 아니며 실제로 주방 가전제품 및 오토바이와 가장 관련이 많습니다.

회사의 냉장고, 도구 또는 기타 품목이 "스테인리스 스틸"로 광고될 때마다 크롬에 감사드립니다. 제조업체들은 오랫동안 단단하고 반짝이는 금속의 부식 방지 특성을 높이 평가해 왔으며, 이를 강철에 첨가하면 품질 저하와 변색을 방지할 수 있습니다. 한편, 다른 금속 위에 얇은 크롬 층을 전기도금하면 일반적으로 크롬 도금이라고 알려진 도금이 생성됩니다. Harley-Davidson 오토바이나 핫로드 자동차를 생각해 보세요. 크롬은 가시광선의 70%와 적외선의 90%를 반사할 수 있습니다.

최근 스위스 바젤 대학(University of Basel) 팀이 Nature Chemistry에 발표한 연구 결과에 따르면, 조심스럽게 크롬을 촉매 및 발광 재료로 대체하는 것은 전통적인 귀금속 구성 요소인 오스뮴 및 루테늄과 거의 동일하게 작동하지만 비용은 매우 저렴합니다. 게다가 크롬은 금이나 백금만큼 희귀한 귀금속보다 지각 내에서 20,000배 더 흔합니다.

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인디펜던트가 8월 14일 설명했듯이, 연구팀은 먼저 견고한 분자 구조 내에서 수소, 탄소, 질소 옆에 크롬 원자를 삽입했습니다. 이 배열에서 크롬은 귀금속 대위점보다 훨씬 반응성이 높았으며 동시에 분자 진동 중에 에너지 손실을 최소화했습니다.

크롬 화합물은 적색 램프를 조사할 때 식물의 광합성과 마찬가지로 나중에 사용할 수 있도록 분자 내에 에너지를 저장했습니다. "이 때문에 인공 광합성에 우리의 새로운 물질을 사용하여 태양 연료를 생산할 가능성도 있습니다"라고 연구 책임자이자 바젤 대학 화학과 교수인 올리버 벵거(Oliver Wenger)는 최근 성명에서 말했습니다.

귀금속 대안에 대한 이전 연구에서는 철과 구리를 사용하여 어느 정도 성공할 수 있는 가능성을 조사했지만, 처음에는 크롬이 두 옵션보다 훨씬 더 나은 성능을 보이는 것으로 보입니다. 하지만 Wenger는 "향후 발광 재료 및 인공 광합성 분야의 응용 분야에서 어떤 금속이 궁극적으로 경쟁에서 승리할지는 확실하지 않은 것 같습니다"라고 인정했습니다.

앞으로 Wenger 팀은 연구를 다른 응용 분야에서 테스트할 수 있도록 확장하여 분자가 빨간색, 녹색 및 파란색 색상을 포함하는 색상 스펙트럼에 걸쳐 빛날 수 있기를 희망합니다. 또한 촉매 특성을 최적화하면 태양열 발전 어레이에 사용할 수 있는 실행 가능한 대체 재료로 더욱 발전할 수 있습니다.

Andrew Paul은 기술 뉴스를 다루는 Popular Science의 전속 작가입니다. 이전에 그는 The AV Club 및 Input에 정기적으로 기고했으며 최근에는 Rolling Stone, Fangoria, GQ, Slate, NBC 및 McSweeney의 Internet Tendency에서도 작품을 선보였습니다. 그는 인디애나폴리스 외곽에 살고 있습니다.