You cannot see this page without javascript.

Home | Login | ENGLISH

국내 연구진이 광전극의 결정 방향 제어를 통해서 친환경 수소 에너지 생산 효율을 대폭 향상시킬 수 있는 가능성을 확인하였다. GIST(지스트, 총장 문승현) 신소재공학부 이상한 교수 연구팀이 비스무스 바나데이트* 광전극**이 결정*** 방향에 따라 상이한 광 반응 특성을 가진다는 사실을 최초로 실험으로 밝혀 고효율의 물 분해 수소 생산을 위해 광전극의 결정방향의 제어가 필요하다는 근거를 제시했다.

* 비스무스 바나데이트 (BiVO4) : 2.4 eV의 비교적 낮은 밴드갭을 가지고 있는 n형 반도체 물질

** 광전극 : 태양광을 흡수하여 전자와 정공을 발생시키는 물질로 만든 전극

*** 결정(crystal) : 원자나 이온들이 규칙적으로 배열하고 있는 고체 상태의 물질

광전극이란 태양빛을 흡수하여 전하들(전자*와 정공**)을 발생시키는 물질로 만들어진 전극을 말하며, 발생한 전하들은 물과 반응하여 친환경 수소 에너지를 발생시킨다. 따라서 효율적으로 친환경 수소 에너지를 생산하기 위해서는 발생한 전하들이 광전극 내에서 물과 만나는 계면으로 잘 전달되어 물과 반응하게 할 확률을 높이는 것이 무엇보다 중요하다.

* 전자 : 음의 전하를 띠고 있는 기본 입자

** 정공 : 양의 전하를 띠고 있는 기본 입자

연구팀은 최근 가장 각광받고 있는 광전극 물질인 비스무스 바나데이트가 결정의 방향에 따라 서로 상이한 전하 전달 특성을 가짐을 최초로 실험적으로 밝혔다. 연구 결과, 비스무스 바나데이트 광 전극 박막은 결정방향에 따라 전하 전달 특성에 의존하는 광전류 밀도* 값이 서로 확연히 다르다는 것이 확인되었다.

, 결정방향의 유형 중 하나인 수직 결정 방향(c-, (001) 방향)에 비해 수평 결정 방향(b-, (010) 방향)에서 광전류 밀도가 300% 이상 향상되었다. 이러한 밀도의 향상은 태양에너지를 친환경 수소에너지로 변환하는 효율의 향상과 직결된다고 말할 수 있으며, 나아가 특정 결정 방향으로의 광 전극 제작이 결과적으로 수소 생산 효율을 높일 수 있다고 연구팀은 설명했다.

* 광 전류 밀도 : 빛을 조사 시, 전하 분리 현상에 의해 생성되는 전류를 빛 받은 면적으로 나눈 수치

이상한 교수이번 연구를 통해 친환경 수소 생산을 위한 대표적인 광전극 물질인 비스무스 바나데이트가 근본적으로 결정방향에 따른 전하 전달 특성에 있어 이방성을 지니고 있음을 명확히 알 수 있었고 이 사실에 기초하여 특정 결정방향으로 합성된 광전극을 제작하는 것이 수소 생산 효율을 향상시키는데 있어 매우 효과적인 방법이 될 수 있음을 확인한 것이 큰 성과이다라고 말했다.

GIST 신소재공학부 이상한 교수(교신저자)가 주도하고, 송재선 박사과정(1저자)이 수행한 이번 연구는 교육부, 과학기술정보통신부 및 한국연구재단이 추진하는 이공학개인기초연구지원사업 및 미래소재디스커버리사업의 지원과 GIST 기후변화대응기술 개발과제의 지원으로 수행되었으며, 연구결과는 화학 분야의 세계적인 국제학술지인 에이시에스 카탈리시스(ACS Catalysis, IF=10.614)2018522일 온라인으로 게재되었다. <>그림 1 .jpg

 

번호 제목 글쓴이 날짜 조회 수
» 이상한 교수 연구팀, 광전극 결정 방향 제어로 고효율 친환경 수소생산 관리자 2018.06.19 55
공지 이광희 교수 연구팀, 에너지 전환효율 및 재현성이 우수한 차세대 태양전지 개발 관리자 2018.06.19 49
공지 김인수·윤명한 교수팀, 그래핀 나노섬유를 이용한 초고투과성 수처리막 제작 관리자 2018.05.28 60
공지 [공지사항] "연구성과" 게시판에는 논문(IF 5.0 이상 주저)과 교수 및 학생 포상 실적이 공지됩니다. 관리자 2015.06.18 800
79 [학생수상]김윤슬 박사과정생-대학화학회, 우수포스터상 수상 관리자 2018.10.25 19
78 김동유 교수팀, 새로운 형태의 고성능 유기 반도체 소재 개발 file 관리자 2018.05.14 118
77 윤명한·이광희 교수 공동연구팀, 심장의 자극 및 신호 획득이 가능한 고성능 고분자 전극 개발 file 관리자 2018.05.03 69
76 조지영 교수 공동연구팀, 다중강성 물질 전기적·자기적 성질 제어기술 개발 file 관리자 2018.04.11 83
75 [학생수상] 서세훈, 이종민 박사과정생, 2018년도 한국초전도·저온학술연합회 동계학술대회 우수 논문상 수상 관리자 2018.03.06 79
74 이재석 교수팀, 고분자 광결정소재의 새로운 합성법 개발 file 관리자 2018.01.25 98
73 조지영 교수팀, 외부 자극에 따른 원자 실시간 거동 관측 성공 file 관리자 2018.01.22 85
72 [학생수상] 송재선 박사과정생, ICAMD 우수 포스터상 수상 관리자 2017.12.20 94
71 김봉중 교수 공동연구팀, 가볍고 강하고 유연하며 고온에서 안정적인 3D 나노구조 수퍼 절연체 개발 file 관리자 2017.11.16 143
70 권인찬 교수팀, 할로윈파티를 간편하게 즐길 수 있는 분장 가능한 인조피부 개발 file 관리자 2017.11.01 98
69 윤명한 교수팀, 수직형 나노기둥 구조 위의 중추신경세포의 발달 촉진 원리 규명 file 관리자 2017.11.01 63
68 이상한 교수팀, 나노박막 이용해 수소생산용 고품질 단결정 광전극 최초 제작 file 관리자 2017.09.04 122
67 이상한 교수팀, 물을 분해하여 수소 만드는 새로운 접근법 제시 file 관리자 2017.07.04 191
66 [학생수상] 황영규 - 한국공업화학회, 2017년 춘계 학술대회, 우수논문상 관리자 2017.06.21 120
65 윤명한 교수팀, 서울대 홍병희 교수팀과 공동연구로 세계 최초 인공뇌구조 모사 가능 3차원 구조체 합성 file 관리자 2017.05.25 285
64 [NEWS] 이광희 교수팀, 차세대 태양전지 면적 10배 이상 더 커진다 file 관리자 2017.05.10 174
63 GIST 이광희 교수팀, 페로브스카이트 태양전지의 신뢰성을 높이는 신규 소자 구조 개발 관리자 2017.04.25 387