초록 ▼

본 연구과제의 해당 연구단계에서는 전기화학, 광전기화학, 광화학 장치를 통한 태양광 에너지의 연료화를 위하여 본 단계 연구를 진행하였으며, 연구 결과는 아래와 같다.

1. 균일한 모양과 크기의 물산화 광촉매, 이산화탄소 환원촉매 합성
Fe₂O₃. CdS, ZnO, NiO, BiVO₄, WO₃. CuO, Cu₂O, TiO₂ 등의 물산화 광촉매, 이산화탄소 환원 촉매를 모양과 크기, 결정면 노출을 조절

본 연구과제의 해당 연구단계에서는 전기화학, 광전기화학, 광화학 장치를 통한 태양광 에너지의 연료화를 위하여 본 단계 연구를 진행하였으며, 연구 결과는 아래와 같다.

1. 균일한 모양과 크기의 물산화 광촉매, 이산화탄소 환원촉매 합성
Fe₂O₃. CdS, ZnO, NiO, BiVO₄, WO₃. CuO, Cu₂O, TiO₂ 등의 물산화 광촉매, 이산화탄소 환원 촉매를 모양과 크기, 결정면 노출을 조절하여 합성 할 수 있는 방법을 개발함.

2. 균일한 모양과 크기의 전자수송체, 양성자 수송체 합성
물산화 광촉매, 이산화탄소 환원 촉매의 전자수송에 유리한 구조를 가질 수 있도록 개량하는 방법을 개발함과 동시에 Graphene, rGO, PVP, PPy, Nafion과 같은 전자, 양성자 수송에 유리한 물질들을 합성하고 이를 촉매에 적용하는 기술을 연구함.

3. 프로토 타입 셀 제작 및 분말 성능 확인
실제 도면을 바탕을 프로토 타입의 인공광합성 시스템을 제작, 전기화학, 광전기화학적인 방법으로 테스트하여 개선점을 연구함.

(출처 : 보고서 요약서 3p)

Abstract ▼

To realize and commercialize the artificial photosynthesis technique, perfect organization should be needed between photocatalyst for water oxidation, proton/electron/hydrogen ion transfer material and carbon dioxide reduction catalyst. To improve efficiency of organized structure, materials of each

To realize and commercialize the artificial photosynthesis technique, perfect organization should be needed between photocatalyst for water oxidation, proton/electron/hydrogen ion transfer material and carbon dioxide reduction catalyst. To improve efficiency of organized structure, materials of each parts can have the suitable crystal size and shape, and the largest exposure area of the highest surface energy. So, nano-meter size materials should be used in proper parts of structure with proper size and shape. In this work, we will develop the morphosynthesis technique which can produce the particle with consist shape and morphology with the largest surface area of the highest energy facets.

This research project are pursuing the contents like below:

< Developing synthesis method with controlling particle size and shape for solar water splitting >
- Choose the proper materials for solar water splitting in artificial photosynthesis and finding the most efficient particle size, shape and developing the method for the synthesis of them.

< Developing synthesis method with controlling particle size and shape for carbon dioxide reduction >
- Choose some proper materials for carbon dioxide reduction in artificial photosynthesis and finding the most efficient particle size, shape and method for synthesizing them.

< Synthetic method for the crystal axis and facet selective growth >
- Development of crystal facet selective synthetic method for the photocatalytic nanocrystals with higher surface active properties

< Synthesis of light coversion materials >
- Synthesis and analysis of b-NaYF₄:Eu for light downconverting.
- Synthesis and analysis of LaVO₄:Dy particle for light upconverting.
- Synthesis and analysis of film type light conversion materials.

< Assembly of prototype artificial photosynthesis devices and efficiency measurement >
- Preparation of cathode and anode and assembly of devices
- Investigation of photoreduction of carbon dioxide through water splitting reaction
- Analysis of photoreduced products and optimization for the methanol production

This research can develop the synthesis method for water oxidation and carbon dioxide reduction catalysts, including size and shape control for the highest catalytic activity of each catalysts during artificial photosynthesis reaction. synthesis and apply method for wavelength conversion materials also studied. Finally, by applying each water oxidation and carbon dioxide reduction catalysts in artificial photosynthesis cell, targeting realization of Artificial photosynthesis in industry.
This work ultimately can realize artificial photosynthesis. Futhermore, this work can increase efficiency of artificial photosynthesis to develop the original basic technology to contribute national enviromental-friendly energy business. It will also contribute on development of nano-material control technology which can arrange nano particles in similar size and shape.

(출처 : SUMMARY 6p)

목차 Contents

• 표지 ... 1
• 제 출 문 ... 2
• 보고서 요약서 ... 3
• 요 약 문 ... 4
• SUMMARY ... 6
• CONTENTS ... 8
• 목차 ... 9
• 제 1 장 연구개발 과제의 개요 ... 10
• 제 1 절 연구개발의 필요성 ... 10
• 제 2 절 최종 연구개발 목표 ... 11
• 제 3 절 연차별 연구목표 및 내용 ... 11
• 제 4 절 과제 구성 ... 13
• 제 2 장 국내외 기술개발 현황 ... 14
• 제 1 절 연구 개발대상의 국내외 연구현황 ... 14
• 제 2 절 국내외 특허 동향 분석 ... 15
• 제 3 절 선행연구의 내용 및 결과 ... 16
• 제 3 장 연구개발 수행 내용 및 결과 ... 21
• 제 1 절 연구개발 목표 및 평가의 착안점 ... 21
• 제 2 절 연구범위 및 연구수행 방법 ... 23
• 제 3 절 연구수행 내용 및 결과 ... 24
• 제 4 장 목표달성도 및 관련분야에의 기여도 ... 33
• 제 1 절 연구개발목표의 달성도 ... 33
• 제 2 절 평가의 착안점에 따른 목표달성도에 대한 자체평가 ... 34
• 제 3 절 연구성과 ... 34
• 제 5 장 연구개발결과의 활용계획 ... 41
• 제 1 절 연구개발결과의 활용계획 및 방법 ... 41
• 제 2 절 연구개발결과의 활용의 기대효과 ... 41
• 제 6 장 연구개발과정에서 수집한 해외과학기술정보 ... 42
• 제 1 절 연구개발과정에서 수집한 해외과학기술정보 ... 42
• 제 3 절 연구개발과정에서 해외 공동연구를 통해 수집한 해외과학기술정보 ... 45
• 제 7 장 참고문헌 ... 47
• 끝페이지 ... 47