결함·도핑 기반 광촉매 이종접합에서 수소생산 최적화

Defect and Doping Engineered Photocatalytic Heterostructures for Enhanced Hydrogen Production

연구 내용

결함·도핑으로 전자구조와 전하 이동을 조절하고 core-shell·S-scheme 이종접합을 구성하여 수소생산 성능을 향상시키는 연구

태양광 구동 물 분해에서 광흡수 한계와 전하 재결합을 줄이기 위해 ZnS 계열 반도체에 결함과 도핑을 도입하고 이종접합 구조를 설계하는 연구를 수행합니다. Cd-Cu 공도핑이나 Cu+-도핑·Zn vacancy 공학을 통해 밴드 구조와 캐리어 수송을 조정하고, ZnO/CdS1–xSex core–shell에서는 광유도 이온 교환과 in-situ ZnSe interfacial bridging으로 반응 경로를 재구성합니다. 또한 코어-쉘 광촉매의 조성 제어로 안정성과 수소 생산 효율을 함께 고려합니다.

관련 프로젝트

1건

연구 흐름

초기에는 ZnS 입자에 금속 공도핑을 적용하여 광촉매 흡수와 전하 생성 효율을 함께 개선하는 방향으로 연구를 시작했습니다. 이후 Zn vacancy를 포함한 결함 설계와 Cu+-도핑을 결합해 전하 캐리어의 유효 수송과 촉매 활성 부위를 강화하는 연구로 확장했습니다. 최근에는 core–shell 기반 광유도 표면 재구성과 S-scheme 이종접합 구성을 통해 계면 전자구조를 재설정하고, 물 분해에서 반응 안정성과 효율을 동시에 확보하는 방향으로 발전시키고 있습니다. 이 흐름은 이종접합 광촉매의 광수확 성능 향상 과제와 연계됩니다.

활용 가능성

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

수소 생산 공정 최적화
S-scheme 광반응기 모듈
비귀금속 기반 촉매 플랫폼
가시광 구동 물 분해 기술
결함·도핑 설계 라이브러리
코어-쉘 광촉매 코팅 공정
광흡수-반응 연동 장치
계면 안정화 소재
광유도 재구성 촉매
수소 생산-저장 연계 시스템