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NTIS 바로가기마이크로전자 및 패키징 학회지 = Journal of the Microelectronics and Packaging Society, v.27 no.2, 2020년, pp.33 - 38
성채원 (전남대학교 화학공학부) , 배효정 (전남대학교 광전자융합기술연구소) , (전남대학교 화학공학부) , 하준석 (전남대학교 화학공학부)
In the photoelectrochemical (PEC) water splitting, GaN is one of the most promising photoanode materials due to high stability in electrolytes and adjustable energy band position. However, the application of GaN is limited because of low efficiency. To improve solar to hydrogen conversion efficiency...
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핵심어 | 질문 | 논문에서 추출한 답변 |
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화석연료의 예는? | 최근 전 세계적으로 인구 증가와 산업발달, 그리고 생활수준 향상 등으로 인하여 자원의 소비량이 급증하고 있는 추세이며, 자원의 소비량 중 80% 이상이 화석연료(석탄, 석유, 천연가스 등)로부터 공급되고 있다. 에너지 자원의 소비량은 한정된 자원의 매장량에 비하여 급증하는 성향을 보이고 있으며, 이러한 현상이 지속될 경우 에너지 자원의 고갈 문제가 발생할 수 있다. | |
기존 화석연료를 대체할 에너지인 수소의 장단점은? | 1,2) 더불어 지구 온난화의 원인인 이산화탄소 배출이라는 문제점을 일으키 므로 기존 화석연료를 대체할 에너지 개발이 필요하다. 알려진 여러 대체 에너지원 중 수소는 연소시켰을 때 오염물질을 배출하지 않으며 다른 에너지로의 전환이 수월 하여 다양한 용도로의 응용이 가능하다는 장점을 가지고 있다. 그렇지만 자연상태에서 수소는 화합물 형태로 존재하고 있어 수소를 생산하기 위해서는 화합물을 분해즉, 에너지를 소모하여야 하는 과정을 거쳐야 한다. 일반적으로 수소를 생산하는 방법은 이산화탄소의 발생이 동반되기 때문에 여전히 환경적인 측면에서 문제가 되고 있다. 오염물질을 배출하지 않으면서 경제적으로나 환경적인 측면에서 가장 이상적인 에너지 생산 시스템을 구축하기 위한 연구들이 진행되고 있는 가운데 광전기 화학 전지(PEC Cell: photoelectrochemical cell)를 이용하여 물분해 특성을 조사하고, 그 때의 수소생산 효율을 향상시키려고 하는 노력이 집중되고 있다. | |
PEC 물분해에서 주로 광전극으로 사용되는 반도체는? | 밴드갭 내에 물분해와 수소생산 반응의 산화 환원 준위를 포함하고 있어야 하고 가시광선 영역에서 전자-정공쌍을 생성할 수 있어야 하며 전해질에 대해 어느정도 안정성을 가지고 있어야 한다. 따라서 PEC 물분해에서 광전극으로 사용되는 반도체는 주로 실리콘(Si), 비스무스 바나데이트(BiVO3), 이산화 타이타늄(TiO2 )과 같은 소수의 반도체 물질들이 연구되고 있다. 그 중에서도 질화갈륨(GaN)은 In이나 Al 등을 첨가함으로써 band-gap engineering이 가능하고, 뿐만 아니라 전해질에 대해 안정한 화학적 성질을 가지고 있어 최근 광전극으로서 많은 연구가 진행되고 있다. |
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오픈액세스 학술지에 출판된 논문
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