KIC News, Volume 19, No. 4, 2016
KIC News, Volume 19, No. 4, 2016 81
도쿄대, 물 분해 효율을 향상시키는 나노 콤포지트 결정 개발
일본 도쿄대학(東京大学) 물성연구소는 나고야대학(名古屋大学), 고에너지연구기구, 도쿄이과대학과 공 동으로 태양광에 의한 물 분해를 매우 높은 효율로 수행시킬 수 있는 나노 콤포지트 결정 개발에 성공했다.
공동 연구 그룹은 나노 콤포지트 결정을 간편하게 제작하는 과정을 새롭게 개발했다. 나노 콤포지트 결 정은 산화물 박막과 직경 5 nm, 길이 20 nm의 매우 미세한 금속 나노 기둥 모양 결정으로 구성된 구조로 되어 있다.
구체적으로, 펄스 레이저 증착법을 이용하여 고품질의 박막을 제작하는 동시에 미세한 금속의 주상 결정 을 ‘자기 집적’적으로 성장시키는 독특한 프로세스를 개발했으며, 이로 인해 전극으로 기능하는 광촉매 박 막의 개발에 성공했다. 개발된 나노 컴포지트 구조를 광촉매로 이용한 바, 태양광에 의한 물 분해 광 전극 반응의 효율이 크게 향상될 것을 알 수 있었다.
연구진은 박막 내에 무수한 나노 주상 결정을 분산시킴으로써 물 분해 반응을 촉진하는 데 성공했다. 특 히 물 분해 광 전극 반응은 나노 기둥 모양 결정의 구성 원소로서, 이리듐(Ir) 금속이나 티탄산스트론튬 (SrTiO3)을 조합함으로써 매우 높은 효율을 얻을 수 있었다.
이 밖에 나노 기둥 구조를 포함하는 콤포지트 결정은 물 속에서 전극으로 장시간 사용해도 안정적이었 다. 제조도 1회 과정으로 끝나는 등 간편하다. 연구진은 개발 한 제조 공정 및 나노 구조의 복합 재료에 대 해, 고효율 에너지 변환 재료 및 장치의 제작을 가능하게 하고 이산화탄소를 배출하지 않는 깨끗한 수소 사회의 실현에 기여할 수 있는 기술이라 설명했다.
Figure. 나노 컴포지트 광 전극의 모식도와 Ir 금속이 자기조직화 한 나노 주상 결정이 포함된 Ir:SrTiO
3 반도체 박막의단면 STEM (주사형투과전자현미경) 상.
출처 : 2016.06.08. EE Times (http://eetimes.jp/ee/articles/1606/08/news034.html) 작성 : 소 대 섭 (한국과학기술정보연구원)
