우리의 삶에 있어 새로운 물질의 개발/발견은 전 세계의 환경 및 에너지 문제를 해결하는 데필수적인 열쇠이다. 이러한 관점에서 결정성 탄소계 2차원 재료는 벌집 또는 sp/sp² 하이브리드구조의 탄소 소재의 전기 전도도, 화학적 안정성, 표면 공학 등 다양한 관점에서 오랜 시간 동안 연구되어 왔다. 특히, 그래핀을 포함한 새로운 2차원 탄소 소재 개발은 신재생 에너지 분야에서 수십 년 동안 지속적으로 개발되고 있다. 구체, 입방체 등의 다양한 구조 형태의 금속나노입자와 함께 복합화하여 시너지 효과를 낼 수 있는 탄소 동소체가 연구되고 있으며, 이를 통하여 신재생 에너지 분야의 디바이스 성능이 획기적으로 향상되고 있다. 본 총설에서는 2D 탄소동소체 재료, 그래핀 및 그라파인의 연구 방향과 재생 에너지 분야의 성능을 향상시키기 위한응용 방법을 소개하고자 한다.

The development of new materials is an essential key for unraveling the environmental and energy problems all over the world. Among the various application materials in this area, crystalline and two-dimensional carbon materials have been studied from points of view such as electrical conductivity, chemical stability, and surface engineering due to the assembly of honeycomb and sp/sp² hybridization structure. Novel two-dimensional materials, including graphene and graphyne, have been continuously reported for several decades to develop in renewable energy fields. Also, various pristine/engineered two-dimensional carbon allotropes have been researched to combine metal nanoparticles in the form of a sphere, cubic, and so on. The renewable energy performance to apply for these materials is drastically increased. In this review, we introduce the research points of the 2D carbon allotrope materials, graphene and graphyne, and applications to improve the performance of renewable energy applications.