독일 연구팀, 달 레골리스로 고효율 태양전지 제작 성공...우주 탐사 비용 절감과 안정적 에너지 공급의 가능성

[CBC뉴스] 독일 포츠담대의 펠릭스 랑 박사 연구팀이 달 표면의 암석 부스러기와 먼지로 이루어진 '레골리스'(regolith)를 활용해 새로운 형태의 태양전지를 개발했다고 발표했다. 이 연구는 달에서 직접 태양전지를 제작함으로써 지구에서 가져가는 고효율 태양전지의 무게와 운송 비용을 99% 이상 줄일 수 있는 방법을 제시한다.

랑 박사팀은 달의 레골리스를 녹여 만든 '문글라스'(moonglass)와 에너지 전환 효율이 높은 '페로브스카이트'(perovskite)를 결합하여 10%의 효율을 가진 태양전지를 개발했다. 연구팀은 "우주에서 사용되는 기존의 태양전지는 효율이 30~40%로 높지만, 그만큼 비싸고 무거워 발사 비용이 크다"고 설명하며, "이번 연구는 달에서 구할 수 있는 재료를 활용해 태양전지를 제작함으로써 이러한 문제를 해결할 수 있다"고 밝혔다.

달에 유인기지를 건설하려는 각국의 우주개발 계획이 진행됨에 따라, 안정적인 에너지 공급원이 필요한 상황에서 이번 연구는 큰 주목을 받고 있다. 연구팀은 문글라스를 제작하는 과정이 복잡하지 않고, 집중된 햇빛만으로도 레골리스 모사체를 녹여 유리로 만드는 데 필요한 온도를 얻을 수 있다고 밝혔다. 또한, 일반 유리와 달리 문글라스는 방사선에 강하며, 시간이 지나도 색이 더 어두워지지 않는다는 장점을 가지고 있다.

연구팀은 "달에서 태양전지를 제작하면 우주선의 태양전지 운송 중량을 99.4% 줄이고, 비용도 99% 절감할 수 있다"며, "이는 안정적인 에너지원이라는 우주탐사의 가장 큰 과제에 대한 잠재적 해결책을 제시한다"고 강조했다. 이 연구는 달 먼지를 활용한 다양한 기술 개발의 일환으로, 미래 달 도시에서 필요한 에너지를 공급할 수 있는 가능성을 보여준다.

다만, 연구팀은 달의 낮은 중력과 급격한 온도 변화가 재료의 안정성을 위협할 수 있는 문제 등 여러 과제가 남아 있음을 인정했다. 이에 따라, 연구팀은 소규모 실험 장치를 달에 보내어 실현 가능성을 테스트하기를 희망하고 있다.

이번 연구는 달에서 물을 추출하고, 달 벽돌로 집을 짓는 것처럼 달 먼지를 활용하는 다양한 방안의 하나로, 미래 우주 탐사의 에너지원 문제를 해결하는 데 기여할 수 있을 것으로 기대된다.

◆ 출처 : Device, Ortiz et al., 'Moon photovoltaics utilizing lunar regolith and halide perovskites'

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▮ CBC뉴스ㅣCBCNEWS 한종구 기자