물의 완전 분해반응에서 Ga2O3 광촉매의 고 활성화

전문가 제언

○ 대부분의 Ga 화합물은 Ga2O3와 같이 +3의 산화수를 가지지만 일부는 +1도 있다. 순수한 갈륨화합물은 존재하지 않는다. 갈륨은 15족의 주요원소인 인, 비소, 안티몬과 결합하여 반도체성 화합물을 만든다. GaSb와 GaAs는 전자장치에 사용되어 정류기나 증폭기의 기능을 한다. GaAs와 GaP는 전기발광물질로 사용되며 GaAs는 적외선을 방출하고 GaP는 가시광선을 방출한다. Ga는 고 중성자 단면적을 가지지만 원자로의 열 교환매체로 사용될 수도 있다.

○ Ga, Ge, In, Sn과 같이 d 궤도의 전자가 완전히 채워진 전형적인 원소의 복합 산화물에 RuO2를 조촉매로 조합시킨 광촉매는 물의 완전 분해 반응에서 큰 활성을 보이는 것이 발견되었다. 다라서 이 원소그룹의 산화물이나 질화물을 물의 완전 분해반응의 광촉매로 응용하기 위한 연구들이 수행되고 있으며 그러한 산화물 중의 하나인 Ga2O3은 단순 산화물로서 광촉매로 사용될 수 있는 물질이다.

○ 전력/반도체 분야에서는 전력 손실을 크게 줄일 수 있는 반도체기판의 소재로 SiC, GaN, ZnO 등이 주목받고 있다. 초고순도 SiC 에너지 반도체는 인버터와 컨버터의 에너지효율을 개선시킨다. SiC 소재는 전력증폭기 등 전기전자제품뿐만 아니라 태양광발전용, 전기자동차 인버터용 등의 분야에서 활용되고 있고 응용 분야가 빠르게 성장할 전망이다.

○ Ga2O3은 SiC, GaN에 비해 더 큰 밴드 갭(band gap)의 물성을 가지고 있어 파워디바이스에 응용하면 더욱 뛰어난 디바이스 특성을 기대할 수 있다. 또한 간편한 융액성장방법으로 단결정 기판을 만들 수 있어 산업적 측면에서도 우수한 장점이 있다.

○ 우리나라는 화석연료를 대체할 수 있는 새로운 에너지원의 개발과 혁신적인 전력 절감기술의 개발이 절실히 요구되고 있다. 이를 위해 현재의 Si보다 고압내성 및 저손실 파워디바이스가 가능한 SiC, GaN 등의 와이드 갭(wide gap) 반도체 재료가 주목받고 있는데 이에 대한 연구는 우리나라뿐만 아니라 일본, 미국, 유럽 등에서도 매우 활발하게 진행되고 있다.

저자

Yoshihisa Sakata etc.

자료유형

학술정보

원문언어

일어

기업산업분류

에너지

연도

2012

권(호)

91(3)

잡지명

日本エネルギ―學會誌

과학기술
표준분류

에너지

페이지

175~181

분석자

오*섭

분석물

• 물의 완전 분해반응에서 Ga2O3 광촉매의 고활성화.pdf [242,648 byte]

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