전하 분리 효율 향상을 위한 광전극 인터페이스 및 광전기화학 에너지 저장

Photoelectrode Interface Engineering for Efficient Charge Separation and Photoelectrochemical Energy Storage

연구 내용

광촉매-광전극 복합 구조에서 인터페이스와 전하 전달을 설계하여 광전기화학 성능과 에너지 저장 효율을 높이는 연구

광전기화학 시스템에서 전하 분리와 이동을 제한하는 계면 요인을 개선하기 위해 광전극의 구조와 코팅을 제어하는 연구를 수행합니다. Fe2O3 전도성 기판에 전착된 구조 위에 CdS 나노로드를 합성하여 광전류를 강화하는 방식과, CdS/CdSe 광애노드에서 PEDOT:PSS 층의 퀴노이드·벤조이드 구조 전환을 유도해 광전기화학 성능을 개선하는 접근을 포함합니다. 또한 Zn-BiVO4의 vacancy defect를 유지하면서 Co 기반 금속유기프레임워크로 n-p 타입-II 이종접합을 보조해 광반응 활성을 향상시킵니다. 이를 광전극·복합 광촉매로 확장하여 전하 분리 기반의 에너지 저장 특성을 평가합니다.

관련 프로젝트

2건

연구 흐름

연구는 복합 광촉매와 광전극을 결합해 전하 분리 효율을 높이고 광전기화학적 에너지 생산 및 저장 성능을 개선하는 목표로 2021년부터 진행되었습니다. 이후 광전극 제작에서 다성분계 광촉매를 전극에 구성하는 공정으로 전개되며, 2023년에는 전착 전극 위 CdS 나노로드 형성과 같이 계면 접촉을 강화하는 방향이 반영되었습니다. 2025년에는 PEDOT:PSS 층의 구조 전환을 이용한 전하 수송 조절과, vacancy 결함을 활용한 Zn-BiVO4–MOF 보조 이종접합의 성능 향상 연구가 이어졌습니다. 최근까지 전하 분리·이동을 중심으로 성능 평가 체계를 확장하고 있습니다.

활용 가능성

활용 가능성은 알앤디써클 특화 AI 에이전트가 생성한 내용으로, 실제 연구 가능 여부는 연구실과의 논의가 필요합니다.

친수성 향상 광전극 설계
연결형 광전극 구조
광전극 코팅 두께 최적화
전하 이동 경로 최적화
광부식 저항성 강화
광전기화학 ESS 반응 셀
다성분계 광촉매-전극 복합화
계면 전환 기반 성능 튜닝
대면적 광전극 제작 공정
전기화학 임피던스 기반 진단