| 학회 | 한국재료학회 |
| 학술대회 | 2020년 가을 (11/18 ~ 11/20, 휘닉스 제주 섭지코지) |
| 권호 | 26권 1호 |
| 발표분야 | C. 에너지 재료 분과 |
| 제목 | 효과적인 광전기 화학 물분해 수소생산을 위한 Carbon nano sheet 촉매를 활용한 GaN 광전극 개발 |
| 초록 | 질화 갈륨 (GaN)은 산성 및 염기성 전해질에서 높은 안정성과 조절 가능한 밴드 갭 에너지 준위로 인해 가장 유망한 광 전극 재료 중 하나이다. 광흡수만으로도 자발적인 광전화학 물분해가 가능하여 물분해 수소생산의 중요한 광전극 물질로 연구되고 있다. 그러나 GaN는 아직까지 물분해 수소생산의 상용화에 필요한 충분한 효율과 안정성을 보여주지 못 하고 있다.1) 광전기화학 셀의 특성을 저하 시키지 않으면서 표면의 안정성을 높이는데 활용 할 수 있는 재료로 2D물질의 대표인 그래핀 또는 rGO 개발되었으나 광전기 화학 셀로의 전사 및 두께 조절과 더불어 대면적으로의 적용에 대한 해결이 필요하다.2),3) 본 연구에서는 GaN 광전극에 폴리아크릴로니트릴 (PAN) 전구체는 유기용매인 디메틸포름아미드 (DMF)에 녹여 스핀 코팅으로 쉽게 코팅이 가능하며 안정화 및 탄화 공정을 탄화하여 Carbon nano sheet (CNS)층을 형성하였다. 형성된 CNS는 광전극 표면에서의 산화과정에 의한 광전극의 부식을 방지하여 물분해 효율을 높이고 수용액내에서 높은 안정성을 보여주었다. 본 연구의 결과로 CNS가 GaN에 적용되어 높은 전기 전도성과 향상된 표면적 덕분에 GaN 광 음극의 PEC 성능을 향상시키는 하나의 방안이 될 수 있을 것이라 확인하였다. Reference 1)L. Ravi, K. Boopathi, P. Panigrahi, B. Krishnan. Appl. Surf. Sci., 2018, 449, 213 2)X. Li, R. Shena, S. Ma, X. Chen, J. Xie Appl. Surf. Sci., 2017, 430, 53 3)H. Bae, H. Rho, J-W Min, Y-T Lee, S. H. Lee, K. Fujii, H-J Lee, J-S Ha, Appl. Surf. Sci., 2017, 422, 354 |
| 저자 | 차안나1, 성채원2, 배효정1, Vishal Burungale3, 노호균1, 주진우4, 하준석2 |
| 소속 | 1전남대, 2한국광기술원, 3광전자융합기술(연), 4에너지융복합전문핵심연구지원센터 |
| 키워드 | <P>PEC; Two-dimensional materials; Carbon nano sheet; water-splitting photoelectrodes; catalyst</P> |
