정공 스캐빈저를 포함하는 광전기화학 수전해 시스템
Photoelectrochemical water electrolysis system comprising hole scavenger
특허 요약
본 발명은 정공 스캐빈저를 포함하는 광전기화학 수전해 시스템에 관한 것으로, 본 발명에 따르면, 광전극, 상대전극 및 전해질을 포함하는 광전기화학 수전해 시스템에서, 전해질에 티오황산암모늄 첨가제를 첨가함으로써, 전해질에 용해된 티오황산 음이온(S 2 O 3 2- )이 정공과 반응이 낮은 에너지 장벽을 가지므로 쉽게 정공과 반응하여 정공의 포집 효율을 증가시키고, 암모늄 양이온((NH 4 ) + )은 수전해시 전혀 석출되지 않아 광전극 촉매 열화를 방지하므로, 이에 수전해 효율 및 광전극의 수명을 증가시킬 수 있다.
청구항
번호청구항
1

광전극, 상대전극 및 전해질을 포함하는 광전기화학 수전해 시스템에 있어서,상기 전해질에 티오황산암모늄 첨가제가 첨가된 것을 특징으로 하는, 광전기화학 수전해 시스템.

2

제1항에 있어서,상기 티오황산암모늄은 전해질 내에서 티오황산 음이온(S2O32-)을 발생시키고,상기 티오황산 음이온(S2O32-)은 정공과 반응하여 하기 반응식 5에 따라 S4O62-를 형성하는 것을 특징으로 하는,광전기화학 수전해 시스템.[반응식 5]

3

제1항에 있어서,상기 티오황산암모늄은 전해질 내에서 암모늄 양이온((NH4)+)을 발생시키고,상기 암모늄 양이온((NH4)+)은 수전해시 석출되거나 분해되지 않는 것을 특징으로 하는,광전기화학 수전해 시스템.

4

삭제

5

제1항에 있어서,상기 전해질은 산성 전해질 수용액, 알카라인 전해질 수용액 또는 중성 전해질 수용액인 것을 특징으로 하는, 광전기화학 수전해 시스템.

6

제5항에 있어서,상기 산성 전해질 수용액은 Na2SO4, NaHCO3 또는 H2SO4을 포함하는 것을 특징으로 하는, 광전기화학 수전해 시스템.

7

제5항에 있어서, 상기 알카라인 전해질 수용액은 LiOH, NaOH, KOH, RbOH 및 CsOH로 이루어진 군에서 선택되는 하나 이상의 수산화물 수용액인 것을 특징으로 하는, 광전기화학 수전해 시스템.

8

제5항에 있어서,상기 중성 전해질 수용액은 인산완충액(PBS)인 것을 특징으로 하는, 광전기화학 수전해 시스템.

9

제1항에 있어서,상기 광전극은 다공성 전이금속 산화물 반도체를 포함하는 것을 특징으로 하는, 광전기화학 수전해 시스템.

10

제9항에 있어서,상기 전이금속 산화물 반도체는 TiO2, WO3, Fe2O3 또는 BiVO4인 것을 특징으로 하는, 광전기화학 수전해 시스템.