| 초록 |
□ 연구개요 -연구목표 자가 구동 태양광연료 생산을 목적으로 외부 전압의 인가 없이 오직 태양광만을 사용하여 물과 이산화탄소로부터 연료 생산을 위해 다음과 같이 수행함. ● 3-D 나노 구조 반도체 소재의 개발과 조촉매를 활용한 높은 내구성의 물산화 광양극 개발 ● 무기복합 산화물 소재와 촉매의 복합화 및 광전극 소재의 나노구조 형상 제어 ● n-형/p-형 광전극 결합과 자가 구동 디바이스 최적화 연구 ● Overall Solar-to-fuel conversion의 메커니즘 규명 □ 연구 목표대비 연구결과 - 물산화 반응 연구 ■ Photo-lithography를 공법을 활용한 Patterned WO 3 disc array 제작 ■ 투명한 전도성 기판에 전이된 TiO 2 nanotube array 제작 ■ Visible-light 활용을 위한 Band designed yellow ZnO nanorod/plate 제작 ■ 투명 기판에 전이된 TiO 2 나노튜브 전극 개발 - 물환원 반응 연구 ■ p-Si microrod 전극 개발 ■ 무기금속 반도체 광전극 개발 (CuAlO 2 ) - 이산화탄소 전환 연구 ■ p형 무기복합산화물 소재 (CuFeO 2 ) 개발 -물산화 반응 연구 ■ WO 3 /Fe,NiOOH복합 소재 개발 ■ 코발트 기반의 물산화 전기촉매 개발 ■ 산소 결원된 TiO 2 나노튜브 광전극 개발 ■ 염소 산화종을 이용한 오염물 분해 테스트 - 물환원 반응 연구 ■ Au underlayer를 통한 p-형 광전극 성능향상 ■ Si/TiN, NiMoZn 전기촉매 개발 - 이산화탄소 전환연구 ■ CuO/CuFeO 2 광전극을 이용한 이산화탄소 전환반응 테스트 ■ amorphous Ti mediate layer 개발 ■ 에너지생산/탈염 복합 시스템 개발 ■ DFT 분석을 통한 active species 구명 ■ 전해질 내 anion, cation 에 의한 이산화탄소 전환 반응 연구 □ 연구개발결과의 중요성 ● 본 연구를 통해 수행된 태양광 전환을 통한 연료화 기술은 Solar fuel 시장의 요구를 반영한 연구주제로써 기존 선진국 주도형의 기술 개발 흐름과 함께 하고 있음. 광전기화학 재료의 융합과 새로운 시스템의 개발은 국가 에너지 기술 분야에 긍정적인 영향과 함께 신재생 연구 분야에서 선도적인 역할을 할 수 있음. ● 본 연구를 통해 제시된 에너지 생산/탈염 시스템을 통해 태양광 전환 반응을 이용하여 solar fuel의 생산과 동시에 탈염, 수처리 등 새로운 에너지 생산 및 광전환 소재를 이용한 복합 시스템으로 활용 가능함. 따라서 가격 경쟁 및 에너지 안보에 일조하여 국가 경제에 기여할 것으로 예상 (출처 : 연구결과 요약문 3p) |
