태양에너지 전환 효율 증가를 위한
미생물 연구
미국 워싱턴 대학(Washington University)과 애리조나 주립 대학(Arizona State University)의 연구자들이 주요 광합성 색소인 클로로필 d(Chlorophyll d, Chl d)를 함유하고 있는 잘 알려진 광합성종인 Acaryo
chloris 시아노 박테리아의 게놈의 서열을 정리하였다. 클로로필 d는 장파장 빛인 적외선 근방의 붉은색 배열의 빛을 흡수한다.
Acaryochloris 종은 11년 전에 발견되었으며, 오스트레일리아의 그레이트 배리어 리프에 있는 멍게들과 공생하고 있다. Acaryochloris는 멍게 아래에 살고 있다. 일반적으로 멍게는 해수면 아래의 바위들에 붙어서 사는 해양 생물이다. 시아노 박테리아는 멍게의 세포조직을 통해서 들어오는 붉은 색 파장의 빛을 흡수한다.
산소 함유의 광합성 유기물질들의 흡수 범위를 넘어서 적외선 근방까지 흡수하는 능력을 확대하는 일은 농업 생산 결과에 지대한 영향을 끼칠 수 있다고 연구팀이 발표했다. 클로로필 d가 상위 식물들과 혼합된다면 클로로필 a를 함유하고 있는 미생물들에 비해 태양 에너지의 전환율을 5%까지 향상시킬 수 있다.
프로젝트의 주책임자인 워싱턴 대학의 로버트 블랭큰쉽(Robert Blankenship) 박사와 루실 마키(Lucille P. Markey) 교수는 Acaryochloris의 유전자를 배열하였고 주석을 달았으며 궁극적으로 클로로필 a, b와는 다르게 클로로필 d의 화학 구조 변화를 일으키는 효소를 찾는 것이라고 말했다. 블랭큰쉽 박사는 연구팀이 시험할 다수의 유전자들을 확보하였다고 말했다. 연구팀은 확보한 유전자들을 클로로필 a만을 만드는 미생물에 넣기를 희망한다.
블랭큰쉽과 그의 연구팀은 지금까지의 연구 결과를 미국의 내셔널 아카데미 오브 사이언스(Proceedings of the National Academy of Sciences)의 온라인판에 발표하였다. 이번 연구는 미국의 국립 과학 재단(National Science Foundation)의 지원으로 진행되었으며 호주와 일본의 과학자들도 참여하였다. 워싱턴 대학의 3명의 학부생들과 1명의 대학원생을 포함한 다수의 연구원들이 연구에 참여하고 있다. GTB
수소 저장과 유기 태양 전지 개발을
지원하는 영국 왕립학회
일반적으로 이용되고 있는 화석연료를 대체하기에 필요한 다양한 기술들이 연구되고 있다. 특히 에너지 이용 시에 환경 오염을 전혀 일으키지 않는 수소 및 태양에너지의 전환 효율을 극대화하기 위한 경쟁이 매우 뜨겁다.
특히 지금까지 이용되지 않는 물질들을 이용함으로써 효율을 향상시키려고 한다.
영국 왕립학회(UK Royal Society)는 나노기술 런던 센터(London Centre for Nanotechnology, LCN)와 런던 컬리지 대학(University College London, UCL)의 닐 스키퍼(Neal Skipper) 교수와 프랑코 카시알리(Franco Cacialli) 교수에게 2십만 파운드의 연구 자금을 지원한다고 발표하였다.
왕립학회의 개선 프로그램은 탄소 배출 절감 분야의 중요한 2가지 중요한 과제들을 연구팀이 해결하도록 도와주는 새로운 설비를 구축하게 한다. 2가지 중요 과제는 저렴하고 효율적인 수소 저장 기술의 개발과 표면적이 넓은 유기 태양 전지들을 개발하는 것이다.
개선 프로그램이 진행된 연구실은 미국 에너지부가 수소 저장 물질들과 시스템들을 위한 목표를 만족시킬 수 있는 잠재력이 우수하며 독성이 없고 재사용할 수 있는 나노 구조의 탄소 기반의 물질들을 연구자들이 조사할 수 있도록 도와준다.
다른 주요 과제는 태양 에너지로부터 효율적으로 전기를 생산하는 기술을 개발하는 것이다. 카시알리 교수는 넓은 표면적을 달성할 수 있는 유기물 기반의 태양 전지들을 개발하고 있다.
실리콘을 이용하여 만들어지는 유리와 같은 전통적인 태양 전지들과는 다르게 유기물 기반의 광발전 태양 전지는 플라스틱 물질들처럼 구부러질 수 있다. 구부러질 수 있는 성질로 인하여 유기물 태양 전지는 평평하지 않은 표면에서도 사용될 수 있다. 예를 들어 에너지를 생산하는 태양 전지들로 건물 외벽을 감싸서 벽들을 효율적인 발전기로 전환시키는 것이 가능하게 된다. 새로운 설비들은 연구자들로 하여금 태양 전지의 효율과 출력을 증가시킬 수 있도록 태양 전지에 있는 나노 크기의 전자 성분들을 향상시키도록 도와준다. GTB
NanoDynamics와 Shell 펀드, 가스, 오일 생산 향상을 위해 공동연구
미국 뉴욕의 NanoDynamics 사와 Shell Technology Ventrues 펀드는 공동 벤처인 Epik 에너지 솔루션을 설립하여 첨단 재료와 제품을 개발하여 세계적으로 기름과 가스의 추출과 처리를 향상시켜줄 것으로 기대되고 있다.
전하는 바에 의하면 Epik은 NanoDyna
mic의 나노재료 합성과 제품 가공 기술을 중점적으로 이용하고 Shell의 산업적 지식을 응용할 계획이다. 이 새로운 회사는 태양에너지 변환, 에너지 저장, 정수, 건설 자재 제품을 포함한 여러 영역에 응용될 것으로 보인다. ACB
Solar 박막기술이 올해의 혁신상을
수상하다.
박막 기술로 제작한 PowerSheet 태양전지는 Popular science magazine으로부터 친환경적 기술로 인정받아 Innovation of the Year상을 수상했다.
PowerSheet는 매우 얇은 박막으로 인해 패널이 없는, 페인트가 아주 얇게 코팅되어 있는 것으로 상상하면 된다. 이 코팅은 태양광을 흡수하고 전력으로 전환하는데 유용한 기술이다.
·Solar cell vs. Solar panel
Solar cell과 solar panel의 공통적인 기능은 한가지지만 제조과정에 있어서 딜레마를 가지고 있다. 그들은 동일한 기능을 하는 생산품과 더 싸고, 빠르고, 다른 고려할 만한 요소들로 어떻게 경쟁을 할 수 있을까? 전통적인 solar panel 생산자들에게 있어서 가격과 완성도는 항상 가져야만 하는 중요한 두 가지 요소이다.
예를 들어, solar panel을 생산하기 위해서는 구하기 힘들고, 가격이 비싼 실리콘이 필요하다. 그 실리콘은 무겁고, 위험하며 운송이 까다로운 유리위에 증착되어야만 한다. 이와 같은 이유로 지금까지 solar panel이 가장 저렴하게 생산한 에너지는 1 watt당 3$의 가격이 들었다.
·양전지의 소개
PowerSheet 태양전지 기술은 2007년에 Nano Solar와 구글 그리고, DOE의 2,000만 달러의 투자로 소개되었다. PowerSheet 태양전지는 실리콘을 필요로 하지 않는다. PowerSheet는 알루미늄 호일만큼이나 얇은 태양광 흡수기능을 하는 nano-ink 금속을 증착시키는 printing-press 형태의 기계에 의해 생산된다. 여기서 사용되는 ink 금속은 납, 인듐, 갈륨, diselenide가 사용되는데, 이는 전통적인 solar panel이 생산하는 전력생산 비용에 1/10 가격인 1watt당 30 cents의 비용으로 전력을 생산할 수 있다. Nanosolar사는 이 기술이 분당 수 백장을 생산할 만큼 빠르기도 하다고 설명했다.
·수용량의 단계적 확대
제조자가 전통적인 panel과 비교함에 있어서, Nanosolar사는 ‘요구에 충분히 만족할 수 있는가?’라는 잠재적인 하나의 중대한 문제점에 직면했다. 이에 따라 최근에 캘리포니아에서는 수 백만개의 태양전지 지붕이 지어졌는데, 이는 매해 100만개의 건설을 독려하는 차원에서 면세와 일부자금의 환불조치가 10년간 계속 될 것이다.
수용량이 증가할 것을 예상한 Nanoso
lar사는 이미 확대해서 건설하였기에 몇몇 산업전문가들은 세계에서 가장 큰 Solar panel 제조공장이 San Jose내에 들어 설 것이라고 이야기한다. 이 사업은 2008년 현재도 진행 중에 있고, Rocsheisen은 일 년에 430MW가 생산 가능할 것이며, 미국 내 다른 태양전지 발전소를 합치면 더 많은 에너지가 생산 가능할 것이라고 이야기한다. 이러한 국면에, 태양전지 경쟁에 있어서 전통적인 solar panel 제조회사들은 더욱 ‘반짝이는’ 아이디어를 제시해야 될 것이다.(Visit www.nanosolar.com). ACB
France의 강력한 태양열,
태양에너지 정책
프랑스의 환경관리협회의 보고서에 따르면 풍력발전과 태양광 발전은 국내 재생가능 에너지 사용률을 2004년 기준 6.7%에서 2020년 20%까지 끌어올리기 위한 프랑스 정부의 핵심을 담당하고 있다.
EEMA(프랑스 환경관리협회)는 프랑스 전역에 설치되어 가동되는 풍력발전 용량의 목표를 상향조정 하여 2006년 기준 810MW의 발전용량을 2020년 까지 25,000MW에 이르도록 할 예정이다. 같은 기간 동안 태양광발전 용량에 대한 목표치는 32.7MW에서 3000MW로 정해 져 있으며 태양광 발전과는 별개로 2020년 까지 500만개의 태양열온수기를 건물에 설치함을 목표로 하여 80%의 가정이 이를 의무적으로 설치하도록 할 계획에 있다.
“어찌 보면 무모해 보일지 모를 이러한 목표들은 풍력에너지와 태양에너지의 개발에 새로운 전기를 마련할 것이며 분명히 달성되리라 믿습니다”라고 EMMA의 재생에너지 부서장인 Jean-Michel은 전했다. “아마도 새로운 목표들을 성공적으로 달성하기 위해 가장 힘든 부분은 태양전지와 풍력발전기를 설치할 장소를 고르는 것이 될 것입니다. 설치될 발전소들은 자연경관을 해쳐서는 안 되기 때문입니다”라고 그는 덧붙였다. ACB
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