광전기화학 전지에서 유기폐기물의 광촉매 분해를 이용한 수소 및 전기 생산

전문가 제언

○ 본 논문에는 광전기화학(photoelectro chemical, PEC) 전지의 기본구성, 광촉매 및 전극 재료, 음극과 양극에서의 유기화합물 분해반응 경로, 그리고 전지의 효율에 관한 개념과 연구내용들이 잘 정리되어 있다. PEC 전지의 기본원리와 연구현황을 파악하고 향후 연구방향을 설정하는데 큰 도움이 될 것으로 판단된다.

○ 그러나 전극재료와 전해질의 종류, 분해대상 유기화합물의 종류, 전지의 기하학적 구조 등이 전지의 효율에 미치는 영향을 가늠할 수 있는 데이터들은 제시되지 못하였다.

○ 한국과학기술연구원, 한국화학연구원, 한국전기연구원 등 국내연구기관들도 TiO2, ZnO, WO3, Fe2O3, CdS 등 여러 가지 반도체 광촉매들을 PEC 전지에 적용하여 물 분해를 통해 수소와 전기를 생산하는 기술을 연구한 경험을 갖고 있다. 그러나 전지의 효율이 실용화 수준에 미치지 못하고 있는 실정이다.

○ 광촉매 반응은 반도체인 광촉매가 광 에너지를 흡수하여 생성된 정공(hole)과 전자(electron)에 의해 개시되므로 이들의 재결합은 반응효율을 저하시킨다. 따라서 PEC 전지의 효율을 높이기 위해서는 전자-정공 재결합이 최소화되도록 광촉매 전극재료와 전해질을 설계하는 것이 중요하다.

○ 광촉매 반응을 이용한 PEC 전지의 실용화를 위해서는 가시광선 영역에서도 촉매활성이 우수한 광촉매가 양산되고 기존의 태양광전지에 상응하는 전지효율을 얻을 수 있는 설계방안이 도출되어야 한다. 따라서 국내에서도 이러한 분야에 초점을 맞추어 PEC 전지에 대한 연구가 진행되는 것이 바람직하다.

○ 광촉매의 환경 분야 응용에 관한 그동안의 연구결과들로부터 광촉매 재료와 분해대상 유기화합물의 선정에 유익한 자료들을 많이 획득할 수 있기 때문에 PEC 전지 연구에서는 전지의 설계나 전지효율 향상에 초점을 맞추어 연구를 진행하는 것이 효율적이라고 판단된다.

저자

Panagiotis Lianos

자료유형

학술정보

원문언어

영어

기업산업분류

에너지

연도

2011

권(호)

185

잡지명

Journal of Hazardous Materials

과학기술
표준분류

에너지

페이지

575~590

분석자

양*식

분석물

• 광전기화학 전지에서 유기폐기물의 광촉매 분해를 이용한 수소 및 전기 생산.pdf [248,673 byte]

이미지변환중입니다.