프로젝트 소개
본 과제는 복합구조 입자제조, 전지화 기술, 양자 계산을 바탕으로 광전기화학 수전해용 광전극을 최적화해 차세대 친환경·고효율 수소생산 기술을 발굴·개발하는 연구임.
연구 목표는 photo-(electro-)cell 전극 물질 한계를 조사해 새로운 cathode/anode 복합구조 후보군을 선정하고, 양자 계산과 실험 검증으로 표준태양광원에서 입자형 광촉매 STH 7% 또는 5000μmol/g.h 달성, photo-(electro-)cell 수전해 안전성 연속생산 1000h 확보를 목표로 함. 핵심 연구 내용은 photocathode에서 band gap engineering과 z-scheme구조 물질 확보, photoanode에서 비귀금속 산화촉매 선정·융합개질·나노화, Explicit solvation model 기반 band bending·반응기구 규명 및 데이터베이스화로 전극 핵심 인자 최적 설계를 수행함. 기대 효과는 에너지 절감 합성 기반 비귀금속 전극으로 경제성 확보, 오염 저감 고효율 광감응소재의 물산업 파급 및 촉매소재 인력 양성 기여로 확장됨.