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NTIS 바로가기한국재료학회지 = Korean journal of materials research, v.26 no.11, 2016년, pp.604 - 610
김소영 (충남대학교 차세대기판학과) , 김효진 (충남대학교 공과대학 신소재공학과) , 홍순구 (충남대학교 공과대학 신소재공학과) , 김도진 (충남대학교 공과대학 신소재공학과)
We report on the fabrication and characterization of a novel
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핵심어 | 질문 | 논문에서 추출한 답변 |
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광전기 화학 전지에서 광전기화학 반응이 일어나는 원리는? | 3) 광전기화학 전지는 빛을 흡수하는 광전 극(photoelectrode)과 상대 반응이 일어나는 상대 전극 (counter electrode), 전해질(또는 물)로 구성된다. 광전기 화학 전지에서 광전기화학 반응이 일어나는 원리를 간략히 서술하면, 반도체 물질로 이루어진 광전극은 빛(광자)이 입사되면 전자(e− )와 양공(h+ )을 생성하고 그 전자와 양공이 각각의 전극으로 분리되어 반응하는데, 양극에서는 산소가 발생하고 음극에서는 수소가 발생한다. 1972년에 Fujishima와 Honda는 n-형 반도체인 TiO2를광양극(photoanode)으로, 백금을 상대 전극(음극)으로 사용하여 광전기화학적 물 분해 반응을 최초로 발견하였다. | |
광전기화학적 물 분해 방법이란? | 인공 광합성 방법과 더불어 광전기화학적 물 분해 방법은 태양광 에너지를 화학 에너지로 전환하는 방법으로서 태양광 에너지를 이용하여 물(H2O)을 수소(H2)와 산소(O2)로 분해하여 수소 에너지로 전환한다. 여기서 태양광 에너지를 화학 에너지로 전환하는 시스템을 광전기화학 전지(cell)라고 하는데, 이 시스템은 태양광을 흡수한 후에 그 에너지로 전기화학 반응을 일으켜 수소 생성물을 얻는다. | |
현재의 수소 생산 방법의 문제점은? | 그런데, 수소는 청정 에너지원으로서의 이런 장점들에도 불구하고 생산하는 방법에 있어서 심각한 문제가 있었다. 지금까지 대체로 수소의 생산은 화석 연료의 개질(reforming)로부터 이루어졌고, 그래서 수소 생산 과정 동안 기후 변화의 주범인 이산화탄소도 발생하기 때문이다. 이러한 현재의 수소 생산 방법을 대체하기 위해 태양광 에너지와 물로부터 수소를 생산하는 광전기화학적 물 분해(photoelectrochemical water splitting) 기술이 대두되었으며, 이 기술의 발전은 어쩌면 물이 수소가 되고 에너지원으로서 사용된 수소는 다시 물이 되는 무한한 에너지 순환(물-수소-에너지-물)을 현실화시킬 것이다. |
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오픈액세스 학술지에 출판된 논문
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