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동향 기본정보
티타늄으로 인한 증가한 태양 발전
동향 개요
| 기관명 | NDSL |
|---|---|
| 작성자 | KISTI 미리안 글로벌동향브리핑 |
| 작성일자 | 2017-08-25 00:00:00.000 |
| 내용 | 지구 상에 풍부하고 값싼 금속이 인공 광합성에서 광촉매 전극 물질로 유망하다. 중국 과학팀은 현재 적철광 나노 막대 아래의 얇은 티타니아 층이 광양극의 성능을 향상시킬 수 있다고 보고했다. 저널 Angewandte Chemie의 보고서에 요약되어 있듯이, 나노 구조 전극은 두 가지 효과가 있다. 나노 구조와 화학적 도핑을 결합한 이 디자인은 개선된 '녹색' 광 촉매 시스템의 효과를 극대화하고 있다. 촉매의 도움으로 햇빛은 물의 산화를 산소로 전환시키고 전류 생성을 위해 전자를 방출할 수 있다. 이를 인공 광합성이라고 한다. 적철광 형태의 철 산화물은 편리하고 값싼 촉매 후보 물질이지만 화학 반응에 의해 자유로워진 전자는 다시 갇히고 길을 잃는 경향이 있다. 전기 흐름이 비효율적이다. 해결책으로, 중국 연구팀은 나노 미터 두께의 얇은 티타니아 패시베이션 층을 도입했다. 이것은 적철광 전극 구조와 기판 사이의 전하 재결합을 방지할 뿐만 아니라 철 산화물에 상당한 전하 캐리어 밀도를 증가시키는 상당한 도핑 소스를 제공하여 광전 분야에 매우 유망한 효과를 제공한다. 적철광은 풍부한 재료 (철광석) 일 수 있지만, 광 안정성과 좋은 에너지 전제 조건과 같은 광촉매의 장점에도 불구하고 과학자들은 부진한 동역학 및 불량한 전기 전도도로 여전히 어려움을 겪고 있다. 나노 구조화된 적철광은 하나의 해결책일 수 있다. 적철광 광촉매는 나노로드 배열의 전도성 유리 기판 위에 성장하고, 덤불 같은 수지상 (dendrite) 모양을 얻기 위해 브랜치렛 (branchlet)을 더 갖추고 있다. 이 브랜치렛 나노로드 구조는 표면을 크게 확대하여 물-산화 반응을 촉진시키지만, 특히 적철광-기판 계면에서 전하 재조합의 문제는 해결되지 않는다. 따라서 연구팀은 그 자체로 광활성 물질인 이산화 티탄 중간층에 수지상의 적철광 나노 막대를 성장시켰다. 충분히 얇으면, 코팅 구조는 전하 재결합을 방지하고 전도성을 제공할 수 있지만 이산화 티탄 중간층은 적철광을 도핑하기 위한 티타늄 양이온 공급원으로 간주된다. 여기서 도핑은 더 많은 양의 중심을 가져와서 전기 전도도를 높임으로써 광촉매의 전하 캐리어 밀도를 증가시키는 것을 의미한다. 패시베이션과 도핑 모두 실제로 표준화된 조건 하에서 4 배 이상의 광전류를 생성한다. 수산화철 공동 촉매의 첨가는 광전류 밀도를 도핑되지 않은 시스템의 5 배 이상의 값을 얻게 했다. 저렴한 재료, 적은 준비 단계 및 향상된 전기적 성능을 결합한 이 디자인은 녹색 인공 광합성의 개선된 시스템에 대한 모범 사례이다. |
| 출처 | |
| 원문URL | http://click.ndsl.kr/servlet/OpenAPIDetailView?keyValue=03553784&target=TREND&cn=GTB2017002959 |
| 첨부파일 |
추가정보
| 과학기술표준분류 | |
|---|---|
| ICT 기술분류 | |
| 주제어 (키워드) | 1. 광촉매, 적철광, 티타니아, 광양극, 페시베이션, 도핑 2. photocatalyst, hematite, titania, photoanode, passivation, doping |