수직 정렬 TMD 이종접합 기반 광촉매/광전기화학 수소생성 연구

Vertical TMD Heterojunctions for Photocatalytic/Photoelectrochemical Hydrogen Generation

연구 내용

수직 성장 MoS2/WS2 나노시트의 이종접합과 가장자리 활성점 밀도를 형태학적으로 제어하여 전하분리와 광흡수를 향상시키는 수소생성 연구

본 분야는 전이금속 칼코제나이드(TMD) 수직 나노시트가 갖는 풍부한 가장자리 활성점과 이종접합을 결합해 수소생성 효율을 높이기 위한 접근입니다. metal–organic chemical vapor deposition 기반으로 수직 성장을 유도하고 나노시트의 크기·밀도·배열을 공정 변수로 제어하여 staggered heterojunction 및 광흡수 경로를 최적화합니다. 또한 그래핀/다른 2D 구성요소를 접목해 전하 전달 경로를 강화하는 방향으로 구조-성능 상관관계를 규명합니다.

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연구 흐름

초기에는 수직으로 성장한 MoS2와 WS2를 이용해 계면에서의 밴드 정렬과 전하 분리 메커니즘을 구조 수준에서 확인하는 연구를 수행했습니다. 이후 나노시트의 크기와 밀도, 적층 배열을 조절하여 가장자리 활성점 노출과 광흡수 효율을 함께 제어하는 방향으로 확장했습니다. 최근에는 그래핀과의 조합 및 수직 정렬 유지 관점에서 edge-rich 3D 구조를 설계해 광촉매 수소생성 성능을 끌어올리는 연구를 진행하고 있습니다.

활용 가능성

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

수소생성 광전기화학 셀
가시광 기반 광촉매 필름
수직 이종접합 나노구조 합성 공정
전극-촉매 계면 설계
대면적 광전환 모듈
빛-전하 변환 촉매 플랫폼
표면 활성점 스케일업
광촉매 내구성 향상 코팅
에너지 변환용 나노구조 전극
수소 생산 공정 최적화