초록 ▼

태양광으로부터 수소를 친환경적으로, 고효율로 생산하기 위하여 광전기화학전지를 도입, 실험을 진행하였다. 광전기화학전지의 전극에 쓰일 광촉매 물질을 먼저 선정하였는데, 텅스텐옥사이드, 산화철, 비스무스바나데이트와 같이 전기적 물성이 좋고 안정성이 높은 물질을 선택하였다. 이러한 물질들을 이용, 광전극을 제조하는 요소기술을 확보하였다. 또한 이들 광전극을 복합화(두 가지 이상의 광촉매 물질을 도입), 나노구조화, 도핑하여 개질하고 태양광-수소 전환효율을 약 5% 가까이 끌어올렸다. 이상의 성과는 광전극을 제조하는 기술은 물론 성능 측면

태양광으로부터 수소를 친환경적으로, 고효율로 생산하기 위하여 광전기화학전지를 도입, 실험을 진행하였다. 광전기화학전지의 전극에 쓰일 광촉매 물질을 먼저 선정하였는데, 텅스텐옥사이드, 산화철, 비스무스바나데이트와 같이 전기적 물성이 좋고 안정성이 높은 물질을 선택하였다. 이러한 물질들을 이용, 광전극을 제조하는 요소기술을 확보하였다. 또한 이들 광전극을 복합화(두 가지 이상의 광촉매 물질을 도입), 나노구조화, 도핑하여 개질하고 태양광-수소 전환효율을 약 5% 가까이 끌어올렸다. 이상의 성과는 광전극을 제조하는 기술은 물론 성능 측면에서도 세계적 수준과 어깨를 나란히 할 수 있다고 판단된다. 후속연구를 통하여 더높은 효율과 안정성을 가진 광전극을 제조하여 광전기화학전지를 통한 태양수소 제조의 실용화를 앞당길 수 있을 것이다.

Abstract ▼

Hydrogen is one of the most promising future energy source. It is one of the most abundant element in the earth and has high energy density. If we can produce hydrogen environmentally friendly and economically then the next energy society based on hydrogen can be moved up. For the realization of sol

Hydrogen is one of the most promising future energy source. It is one of the most abundant element in the earth and has high energy density. If we can produce hydrogen environmentally friendly and economically then the next energy society based on hydrogen can be moved up. For the realization of solar hydrogen production, which is a environmentally friendly way to produce hydrogen, we introduce a photoelectrochemical (PEC) cell and investigate a lot of materials as a photoelectrode of a PEC cell. We select tungsten oxide, iron oxide, bismuth vanadate, and other materials as a photoelectrode material based on electronic structure and stability of a material. The photoelectrode material was modified by several strategies: making a composite electrode, synthesizing of a nanostructured thin film, and doping. By the previous modification strategies, the resultant photoelectrodes marked high solar-to-hydrogen efficiency of ~5%. Thus now we has the fundamental techniques for efficient solar hydrogen production using including fabrication methods of photoelectrode using various oxide materials. Stability test and scalability test were also carried out for the photoelectrodes. Follow-up research is necessary to keep and develop the current techniques for better efficiency and relization of solar hydrogen production using a PEC cell.

목차 Contents

• 제출문 ... 1
• 보고서초록 ... 2
• 요약문 ... 3
• SUMMARY ... 4
• CONTENTS ... 5
• 목 차 ... 6
• 제 1 장 연구개발과제의 개요 ... 7
• 제 1 절 연구개발의 필요성 및 목적 ... 7
• 제 2 절 연구개발의 범위 ... 7
• 제 2 장 국내외 기술개발 현황 ... 8
• 제 1 절 국내 기술개발 현황 ... 8
• 제 2 절 국외 기술개발 현황 ... 8
• 제 3 절 본 연구실 기술수준 ... 8
• 제 3 장 연구개발수행 내용 및 결과 ... 10
• 제 4 장 목표달성도 및 관련분야에의 기여도 ... 14
• 제 5 장 연구개발결과의 활용계획 ... 17
• 1. 후속연구 추진의 필요성 ... 17
• 2. 응용 분야 ... 17
• 3. 기업화 추진방안 ... 17
• 제 6 장 연구개발과정에서 수집한 해외과학기술정보 ... 18
• 제 7 장 참고문헌 ... 18
• 끝페이지 ... 18