2018.06.14 (목)

  • -강릉 19.2℃
  • 흐림서울 24.6℃
  • 인천 21.4℃
  • -원주 25.1℃
  • 흐림울릉도 16.4℃
  • 흐림수원 25.0℃
  • 구름많음대전 26.4℃
  • 구름많음대구 22.6℃
  • 연무전주 26.6℃
  • 구름많음울산 20.7℃
  • 구름많음창원 22.7℃
  • 맑음광주 26.5℃
  • 구름많음부산 21.9℃
  • 맑음목포 26.1℃
  • 맑음제주 24.8℃
  • -양평 24.4℃
  • -보은 24.1℃
  • -천안 24.7℃
  • -김해시 23.2℃
  • -경주시 21.1℃
기상청 제공

GIST, 고효율 수소 생산 위한 광전극 기술 개발

비스무스 바나데이트 광전극 결정 방향 제어가 열쇠


[월간수소경제 송해영 기자] GIST(광주과학기술원) 신소재공학부 이상한 교수 연구팀이 광전극의 결정 방향 제어 통제를 통해 수소 생산 효율을 대폭 향상시킬 수 있음을 확인했다.


GIST는 연구팀이 비스무스 바나데이트 광전극이 결정 방향에 따라 상이한 광 반응 특성을 가진다는 사실을 최초로 실험으로 밝혀 고효율 물 분해 수소 생산을 위해서는 광전극 결정 방향의 제어가 필요하다는 근거를 제시했다고 13일 밝혔다.


광전극이란 태양빛을 흡수해 전하들(전자와 정공)을 발생시키는 물질로 만들어진 전극을 말하며, 이때 발생한 전하들은 물과 반응하여 수소 에너지를 발생시킨다. 따라서 효율적으로 수소 에너지를 생산하기 위해서는 발생한 전하들이 광전극 내에서 물과 만나는 계면으로 잘 전달되어 물과 반응하게 할 확률을 높이는 것이 가장 중요하다.


연구팀은 최근 각광받고 있는 광전극 물질인 비스무스 바나데이트가 결정의 방향에 따라 서로 상이한 전하 전달 특성을 가짐을 밝혔다. 연구 결과, 비스무스 바나데이트 광 전극 박막은 결정 방향에 따라 전하 전달 특성에 의존하는 광전류 밀도 값이 확연히 다른 것으로 나타났다.


, 결정 방향의 유형 중 하나인 수직 결정 방향(c-, (001) 방향)에 비해 수평 결정 방향(b-, (010) 방향)에서 광전류 밀도가 300% 이상 향상되었다. 이러한 광전류 밀도의 향상은 태양 에너지를 수소 에너지로 변환하는 데 있어 효율의 향상과 직결된다.


이상한 교수는 이번 연구를 통해 특정 결정 방향으로 합성된 광전극을 제작하는 것이 수소 생산 효율을 향상시키는데 있어 매우 효과적인 방법임을 확인할 수 있었다고 밝혔다.


이번 연구 결과는 화학 분야의 국제 학술지인 에이시에스 카탈리시스(ACS Catalysis, IF=10.614) 2018522일 온라인 버전에 게재되었다. 




배너
배너



배너
배너