초록 ▼

○ 연구개요
고효율 페로브스카이트 태양에너지를 이용한 이산화탄소 변환 시스템을 구축하고, 시스템 내 이용할 수 있는 전기화학적, 광전기화학적 소재에 대한 연구를 진행하였음. 고효율, 고안정성 페로브스카이트 태양전지를 개발하였으며, 고효율 태양전지를 구현하기 위해 필요한 유무기 소재 및 이들 소재를 이용한 새로운 공정들을 개발하였음. 또한 이산화탄소 변환 시스템을 구축하기 위하여, 촉매 표면에서의 반응을 통한 이산화탄소 변환을 위해 전자전달특성이 우수한 전이금속 칼코겐화합물을 이용하여 이산화탄소의 환원반응을 만들고자 하였고, 또

○ 연구개요
고효율 페로브스카이트 태양에너지를 이용한 이산화탄소 변환 시스템을 구축하고, 시스템 내 이용할 수 있는 전기화학적, 광전기화학적 소재에 대한 연구를 진행하였음. 고효율, 고안정성 페로브스카이트 태양전지를 개발하였으며, 고효율 태양전지를 구현하기 위해 필요한 유무기 소재 및 이들 소재를 이용한 새로운 공정들을 개발하였음. 또한 이산화탄소 변환 시스템을 구축하기 위하여, 촉매 표면에서의 반응을 통한 이산화탄소 변환을 위해 전자전달특성이 우수한 전이금속 칼코겐화합물을 이용하여 이산화탄소의 환원반응을 만들고자 하였고, 또한 반대반응으로 산소발생반응으로 인한 수소원자와 전자생성을 위해 광전기화학적으로 산화전극을 구성하여 효율적인 이산화탄소 변환 시스템을 구축함.

○ 연구 목표대비 연구결과
이산화탄소 변환은 열역학적으로 매우 일어나기 힘든 반응이며 이를 위해서는 많은 외부 에너지가 필요로 함. 본 연구에서는 전자의 전달 및 정공의 전달 반응을 인공 광합성 반응에 모사하여 이산화탄소의 효율적인 변환 시스템을 구축하고 이를 통해 이산화탄소를 변환하여 탄화수소 혹은 탄소 기반의 연료를 생산하는 시스템 및 소재를 개발하고자 하였음. 이를 위해 고효율 페로브스카이트 태양전지를 개발하였으며, 전자전달을 위해 전도성 및 전기화학적 특성이 뛰어난 전이금속 칼코겐화합물을 이용하며, 정공의 전달을 위해 광전기화학적으로 뛰어난 TiO₂(SnO₂) / Mo:BiVO₄ / Fe(Ni)OOH 구조를 이용하여 산소발생반응 및 수소원자와 전자의 생성 반응을 효과적으로 일으키고자 하였음. 에너지의 순환을 위해 페로브스카이 태양전지를 이용하여 광 흡수체를 통해 태양에너지를 전기화학적 에너지로 변환시키고자 하며 이를 통해 전기화학적으로 구동이 가능한 이산화탄소 변환 체계를 구축하였음. 이러한 시스템에 적용하기 위해 페로브스카이트 태양전지의 물 속, 혹은 수분에 대한 안정성이 필요하며 이를 위해 탄소를 기반으로 하는 정공이동층을 태양전지 내에 증착함으로서 수용액 기반의 전해질에서도 효율적으로 구동이 가능한 태양전지를 제조하였음. 그리고, 열적으로 안정한 페로브스카이트 태양전지를 개발하기 위하여 전자전달층과 정공전달층을 무기소재로 대체하는 연구를 진행하였으며, 이를 이산화탄소 변환 시스템에 적용하여 목표에 부합하는 연구결과를 얻을 수 있었음.

○ 연구개발결과의 중요성
고효율 고안정성 페로브스카이트 태양전지 및 이산화탄소 변환 시스템의 소재 제조기술은 현재 인류가 지속적인 성장을 하기 위해 가장 필요로 하는 기술이며, 이를 통해 환경적 부담을 감소시키고 기존의 사회적 시스템 및 기술 시스템을 이용이 가능하며 경제적 부담에서도 매우 자유로운 기술임. 고효율 태양전지를 통해서 무한한 에너지를 얻을 수 있으며, 이러한 에너지를 이용한 이산화탄소 변환을 통해 기존에 방출된 이산화탄소를 저감하며 또한 탄소를 기반으로 하는 연료 및 기초원료를 생산 가능하기 때문에 추가적인 사회적 비용 및 기반 시설이 필요하지 않기 때문에 현재 기술적 상황을 고려할 때 매우 필요하며 중요한 연구임.


(출처 : 연구결과 요약문 3p)

목차 Contents

• 표지 ... 1
• 연구결과 요약문 ... 3
• 목차 ... 4
• 1. 연구개발과제의 개요 ... 5
• 2. 연구수행내용 및 연구결과 ... 6
• 3. 연구개발결과의 중요성 ... 16
• 4. 참고문헌 ... 16
• 5. 연구성과 ... 17
• 대표적 연구실적 ... 21
• 끝페이지 ... 37