| 학회 | 한국화학공학회 |
| 학술대회 | 1998년 봄 (04/24 ~ 04/25, KOEX) |
| 권호 | 4권 1호, p.1725 |
| 발표분야 | 에너지/환경 |
| 제목 | 광전극에 의한 광발전 연구 |
| 초록 | 반도체를 전극으로 사용하고, 그 표면에 빛을 쬐면 광여기가 일어나는데, 이 성질을 이 용한 것이 습식 광전지이다. n형 반도체인 TiO2 전극과 Pt 전극을 조합하여 전지를 구성하고 TiO2 표면에 빛을 조사하면 전류가 흐르기 시작하여, TiO2 표면에서는 산소가, 백금표면에서는 수소가 발생한다. 이 처럼 외부에서 전기 에너지를 공급하지 않아도 물이 산소와 수소로 분해된다. 즉, 전극에 빛을 쬐면 전자가 여기되어 전도대로 옮겨가며, 리드선을통하여 백금 전극에 도달하고 프로톤과 반응하여 수소를 발생한다. 한편, 가전자대의 정공은 TiO2 표면에서 물 분자로부터 전자를 빼앗아 소멸되면서 산소를 발생한다. 그러나, 이때 물을 분해하는 것 대신에 외부 회로안에 저항을 걸어주면 전기 에너지가 발생한다. 이것은 빛에 의하여 구동되는 전지라 할 수 있는데, 이러한 전지를 전기화학적 광전지(습식광전지)라 한다. 이 원리를 구체화한 것이 반도체적 광촉매시스템이다. 일반적으로 물의전기분해는 열역학적으로 계산된 이론분해전압인 1.23 V이상이면 일어난다. 전기화학적 광전지는 광에너지에 의해 물의 분해가 일어나는데 TiO2의 경우, band gap과의 차(1.77 V)의일부분이 광기전력으로 변환한다. 이와 같이 n형 TiO2 전극을 이용한 전기화학적 광전지에서는 전기 에너지가 얻어지는 것과 함께 청정 에너지로서 주목받고 있는 수소도 얻을 수있다. 그러므로 전기화학적 광전지를 효과적으로 작동시키기위해서는 반도체 전극의 재료로서 태양 에너지의 spectrum에 적당한 흡수파장이 넓은 것, 용해하지 않는 것, 광기전력이큰 것, 재료가 싼 것 등을 고려하여야 한다[1,2]. 우리 연구에서는 몇가지 광촉매 물질들의 물성등을 탐색하고 광촉매물질들을 합성하였으며 광화학 반응의 특성을 XRD, UV/Visspectroscopy, FT-IR 등으로 분석하고, 이들의 광 반응성을 이용하여 기전력 생성을 시도하고자 하였다. |
| 저자 | 강문식, 백진욱, 이명순, 박대철 |
| 소속 | 한국화학(연) |
| 키워드 | TiO2; 광발전; 감광제; 광전류 |
| 원문파일 | 초록 보기 |
