TiO2 전극표면의 원자수준 국소구조와 광에 의한 물의 분해

전문가 제언

?전문가 제언?

○ 넓은 의미로서 광촉매는 빛을 조사한 경우에 촉매작용을 나타내는 물질을 말한다. 이 정의에서 생각되는 중요한 물질로서는 엽록소(Chlorophyll)가 있다. 즉, 엽록소는 광합성반응을 촉진시키기 위한 광촉매이다. 이 엽록소는 천연의 산물이며, 게다가 태양에너지의 변환효율이 거의 100%라고 하는 우수한 촉매이다. 유감스럽게도 엽록소와 같이 광합성을 가능하게 하는 광촉매를 인공적으로 합성하는 것은 실현할 수 없다.

○ 현재, 광촉매의 연구는 세계의 많은 연구자에 의하여 수행되고 있다. 그 중에서도 물의 광분해에 관한 연구는 에너지문제 해결의 실마리로서 크게 기대되고 있다. 실제로 많은 연구자가 각종 복합금속산화물 재료를 개발하고 있으며, 10년 전에 비하면 효율이 훨씬 높은 물의 광분해를 달성하고 있다. 이와 같은 연구의 거의 대부분은 주로 재료탐색의 관점으로부터 형성되며, 아직도 발전의 여지가 많다고 생각된다.

○ 이산화티탄(TiO2)은 광촉매의 대표로서, 광촉매 이산화티탄에 자외선이 조사되면 이산화티탄이 여기상태로 된다. 이것에 의하여 이산화티탄의 표면에는 가전자의 정공과 여기된 전도대역으로 이동한 전자가 출현한다. 따라서 많은 물질에서 이들은 곧바로 재결합되지만, 이산화티탄에서는 재결합되지 않고 생존하고 있다는 특징이 있다. 생존하고 있는 정공과 여기된 전자는 이산화티탄 표면에 존재하는 흡착수와 반응하며, 정공에서는 산화반응에 의하여 하이드록시라디칼(?OH), 여기전자에서는 환원반응에 의하여 수소를 발생한다.

○ 현재, 광촉매에 관련된 연구나 제품생산은 거의 대부분이 일본의 기업이나 대학에서 수행되고 있다. 우리나라에도 광촉매협회가 있으며, 여기에 많은 기업이 참여하고 있다. 그러나 광촉매의 제조보다는 수입제품을 취급하는 중소업체가 대부분이다. 또한 우리나라는 시장 등의 여러 가지 정보가 미흡하기 때문에 연구개발이나 사업화에 어려움이 많다. 따라서 산학연에서 광촉매에 관련된 연구개발과 상품화에 계속 노력하고, 더욱이 국가에서는 계속적인 지원이 필요하다고 생각된다.

저자

Akihito Imanishi

자료유형

학술정보

원문언어

일어

기업산업분류

재료

연도

2013

권(호)

81(2)

잡지명

電氣化學および工業物理化學

과학기술
표준분류

재료

페이지

108~112

분석자

정*진

분석물

• TiO2 전극표면의 원자수준 국소구조와 광에 의한 물의 분해.pdf [347,433 byte]

이미지변환중입니다.