가시광선 조사로 파이로클로르 산화물에 의한 광촉매 물산화

전문가 제언

○ 태양광 유도의 광전기화학적(PEC) 물 분해는 효과적인 태양 에너지의 포집과 이용방법으로서 높은 가능성을 제공하고 있다. 이 반응을 경제적으로 경쟁력 있는 기술로 전환하기 위해서는 태양빛을 광범위하게 흡수하고, 높은 효율에서 에너지를 들뜬 하전으로 전환하며, 특정적인 환원과 산화반응을 촉매 작용하는 물질들의 개발이 필요하다. 더욱이 이 물질들은 저렴하고 광 부식에 안정적이어야 한다.

 

○ 이 관점에서 만족할 이상적인 물질의 발견은 연구자들에게 도전으로 남아있다. 이 도전은 광전압 생성, 하전이동과 촉매활성의 관점에서 요구하는 성질의 제공을 목적으로 설계한 다양한 물질성분의 조합에 의해서 가능하다. 자외선(UV) 빛 조사 하에서 물분해 광촉매를 위한 TiO2가 하나의 예이다. UV 빛 조사 하에 물분해를 위한 광촉매 작용을 가진 SrTiO3를 포함하여 티타늄산화물이 관심대상이 되고 있다.

 

○ 우리나라에서는 서울대학교 재료공학부와 기초과학지원연구원팀은 미래창조과학부 글로벌프론티어사업의 하나인 멀티스케일 에너지시스템 연구단의 지원을 받아 물 전기분해용 촉매인 귀금속 프리 '망간포스페이트'를 개발했다고 최근 발표하였다. 또한 명지대 나노전기화학연구실에서 태양광수소발생을 위해 수소 및 산소발생 두 가지 물분해 반응 중에서 수소발생 반응에 대한 실리콘 나노구조를 연구를 수행하고 있다.

 

○ 빛 유도에 의해 광자를 H2로의 환원과 CO2를 CH3OH와 같은 탄소 기반의 연료로의 환원을 위한 반도체 물질 개발에서 그간의 큰 발전을 이루었으나 아직 성능이 확보된 안정적인 가시광선 활성 광촉매는 물산화의 큰 걸림돌이 되고 있다. 이 보고서에서 Y2Ti2-xRhxO7(0.04≤x≤0.06)는 조촉매의 필요성이 없이 물로부터 산소의 발생을 위한 효과적인 가시광선 광촉매임을 증명하여 이의 성능 개선과 함께 앞으로의 연구가 기대되고 있다.

 

저자

Borbala Kiss, et al.

자료유형

학술정보

원문언어

영어

기업산업분류

화학·화공

연도

2014

권(호)

53()

잡지명

Angewandte Chemie International Edition

과학기술
표준분류

화학·화공

페이지

14480~14484

분석자

김*원

분석물

• 가시광선 조사로 파이로클로르 산화물에 의한 광촉매 물산화.pdf [449,660 byte]

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