미래 성장 동력으로 주목 받는 태양광 발전, 노벨상 받을 수 있을까?

즐거운 한가위 보내셨나요? 매년 추석 연휴 즈음이면 국내외 과학계도 최고의 명절을 맞이합니다. 과학 연구의 ‘끝판 왕’ 격인 노벨상 발표가 이뤄지기 때문인데요. 노벨상 발표를 열흘 정도 앞뒀던 9월 20일. 한국 과학계가 한층 시끄러워지는 사건이 벌어졌습니다. 바로 태양전지를 연구하는 한국인 과학자가 ‘2017년 노벨상’의 유력후보라는 이야기가 들려왔기 때문이죠.

클래리베이트 애널리틱스(前 톰슨로이터 지적재산과학사업부, 이하 클래리베이트)는 과학논문 데이터베이스(DB)인 ‘웹 오브 사이언스’에 등재된 수백 만 건의 논문 인용 데이터를 분석해 매년 유력한 노벨상 후보자 명단을 예측, 발표하고 있는데요. 올해 클래리베이트는 ‘2017 노벨상 유력 후보(citation laureates)’ 22명 중 한 명으로 박남규 성균관대 화학공학부 교수를 선정했습니다.

박 교수는 미야사카 스토무 일본 토인요코하마대 교수, 헨리 스네이스 영국 옥스퍼드대 교수와 함께 노벨화학상 공동수상 후보로 선정됐는데요. 그가 빛을 전기로 전환하는 ‘광전환 효율’을 높이면서도 안정적인 ‘페로브스카이트 태양전지’를 개발한 것이 주요했습니다.

페로브스카이트 태양전지는 미야사카 교수가 2007년 처음 개발했습니다. 하지만 당시에는 광전환 효율이 낮아 학계의 관심을 끄는 데 실패했죠. 박 교수는 2011년 기존 대비 효율은 2배 가량 높인 페로브스카이트 태양전지 개발로 상용화 가능성을 크게 높였습니다. 또 2012년엔 세계 최초로 고체형 페로브스카이트 태양전지를 개발해 500시간 이상 대기 중에 놓여도 안정적인 태양전지를 만들었죠. 

안타깝게도 2017년 노벨 화학상은 극저온 전자 현미경을 개발한 3명의 과학자에게 돌아갔는데요. 스웨덴 왕립과학원 노벨 화학상 선정위원회는 10월 4일(현지 시간) 용액 상태의 단백질 복합체를 분자 수준에서 고화질 영상으로 관찰할 수 있는 기술을 개발하고, 생체 내 단백질 구조를 규명한 자크 드보쉐 위스로잔공과대 교수, 요아킴 프랭크 미국 컬럼비아대 교수, 리차드 헨더슨 영국 케임브리지대 의학연구위원회(MRC) 교수를 올해 노벨 화학상 수상자로 선정했다고 밝혔습니다.

박 교수는 ‘노벨상 수상자로 선정된 것은 아니지만 유력한 연구자 명단에 이름을 올린 것만으로도 매우 영광으로 생각한다’며 ‘세계 연구자들의 도움과 협력이 없었다면 오늘의 결과도 없었을 것’이라는 소감을 밝히기도 했습니다.

현재까지 태양광 발전 기술에 사용되는 소재 물질이 노벨상을 받은 적은 있지만, 태양광 기술 자체가 노벨상을 받은 적은 없습니다. 그럼 태양광 기술은 언제쯤 노벨상을 받을 수 있을까요? 학계 관계자들은 ‘페로브스카이트를 비롯한 각종 태양광 기술의 가능성은 상용화가 완전히 된 이후에 가능할 것’이라고 추측하고 있습니다. 상용화가 더 활성화돼서 인류에게 더 많은 영향을 미치게 됐을 때의 이야기라는 말이죠. 

긍정적인 부분은, 언젠간 태양광 기술이 노벨상을 받는다면, 그 중엔 한국 과학자의 이름이 포함될 가능성이 높다는 사실입니다. 2016년 한 해 간 발표된 페로브스카이트 태양전지 관련 논문은 2000여 편에 이릅니다. 그만큼 관심이 많다는 얘기인데요. 이 중에서, 박 교수의 논문은 지난해 6월을 기준으로 1,260회 인용됐으며, 현재 20.4%까지 효율을 높였다고 합니다. 게다가 세계 최고 효율 기록을 가진 페로브스카이트 태양전지 연구자 역시 한국인이랍니다. 그 주인공은 이전에도 소개한 적 있는 울산과학기술원(UNIST)의 석상일 특훈교수팀입니다. 석교수의 팀은 태양전지의 효율을 22.1%까지 높이는 데 성공했다고 하네요.

이밖에, 산업계에서도 상용화를 위한 노력이 한창입니다. 그중 가장 괄목할 만한 움직임을 보이는 기업은 한화그룹입니다. 한화그룹은 태양광 기술의 소재가 되는 폴리실리콘을 생산하는 한화케미칼, 셀과 모듈을 생산하는 한화큐셀 등 그룹 내 사업을 수직계열화 함으로써, 태양광 사업을 확대해 나가고 있습니다. 특히 셀 기준으로는 세계 1위, 모듈 기준으로는 세계 5위권 수준의 생산능력을 보유하고 있어서 글로벌 기업으로서의 입지를 확보해나가고 있는데요. 과학계와 산업계의 도움으로 머지 않은 미래에 노벨상에 이름을 올릴 것으로 기대되는 태양광 기술. 그 중심에 우리나라가 함께하기를 기대해봅니다. 

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