PEC CELL

목차

1. 서론

2. 본론
2-1. PEC-cell의 원리
2-2-1. 반도체 물질의 Band Gap 문제
2-2-2. 반도체 물질의 광부식 문제
2-2. PEC-cell에서의 문제점

3. 결론
3-1. 문제 해결에 대한 고찰
3-1-1. Nano rod structure
3-1-2. Tandem structure
3-1-3. 염료 감응형 태양 전지
3-1-4. PEC-cell + PV-cell

참고문헌

본문내용

화석 에너지의 지속적인 사용과 이에 따른 에너지원의 고갈 같은 유가 상승의 문제와 함께 대기오염 물질의 배출과 온실효과로 인한 지구온난화 등의 심각한 문제를 야기하고 있다. 이에 따라 선진국에서는 교토의정서를 채택하여 지구 온난화의 주요 원인인 이산화탄소 배출량을 규제하고 있으며, 우리나라의 경우도 조만간 이산화탄소 규제 상국에 포함될 예정이다. 현재 세계적으로 에너지 공급원 의 다변화가 시급한 실정이며 그 후보로 태양에너지, 풍력 및 수력에너지와 같은 신재생에너지에 대한 분야가 부각되고 있다. 전체 에너지 중 신재생에너지의 비중은 빠르게 증가할 것으로 전망되고 있고, 신재생에너지 중에서도 태양 에너지의 성장이 가장 빠를 것으로 기대되고 있다. 태양 전지의 경우 환경오염에 대한 문제가 없고, 거의 무한한 에너지 공급이 이루어질 수 있어 그 관심이 집중되고 있다. 현재 가장 대표적인 태양광 수소변환 연구는 광전기화학적 변환(Photoelectrochemical conversion, PEC)공정 기술을 이용한 물분해이다. 이러한 발견과 연구를 통해 반도체적 성질을 띠는 다양한 물질을 이용하여 광전기화학 물 분해 연구가 본격적으로 진행되었다. 효과적인 물분해를 위해서는 광촉매 내부에서 각 전화의 분리와 표면에서의 산화/환원반등은 이동체의 lifetime내에 진행되어야 한다. 실제로 많은 경우에, 재결합 현상이 매우 빈번하게 일어나며, 이것이 우리가 해결해야할 문제점이므로 일차적인 해결방안으로는 광전기화학적으로 가장 이상적인 광촉매 물질 자체를 발견 또는 합성하거나 기존 연구된 광촉매의 나노구조를 제어하여 반응을 촉진시키거나 반응을 추가적으로 촉진해주는 조촉매등의 물질을 활용하기도 한다. 하지만 광촉매 물질 자체의 특성을 극대화 시킨다 하더라고 여전히 한계가 있다. 이상적으로 광촉매 물질이 2.4eV만큼의 띠 간격을 갖고, 전도띠와 결합띠의 위치가 물의 산화, 환원 전위를 포함한다고 할지라도, 실제시스템을 구동하는 데에는 과전압을 필요로 한다.

참고 자료

광전기화학적 수소 발생 전지의 연구 개발 현황 : 안광순(영남대학교)2009 J. Korean Vacuum. Soc., Vol.18, No.5, 2009
CVC를 이용한 DSC 전극재료용 TiO2 나노분말 합성에 관한 연구 : 김우병(한 양대학교)
Water Splitting Photovoltaic-Photoelectrochemical
GaAs/InGaAsP - WO3/BiVO4 Tandem Cell with Extremely Thin Absorber Photoanode Structure : S. Kosar1,*, Y. Pihosh2, I. Turkevych3,4, K. Mawatari2, J. Uemura2, Y. Kazoe2, K. Makita3, T. Sugaya3, T. Matsui3, D. Fujita4, M. Tosa4, Y. M. Struk1, M. Kondo3, T. Kitamori2 (1 Chernitsy National University, 101 Storozhynetska, 58000 Chernivtsy, Ukraine 2 The University of Tokyo, 7-3-1 Hongo, Bunkyo, 113-8656 Tokyo, Japan 3 National Institute of Advanced Industrial Science and Technology, 1-1-1 Umezono, 305-8568 Tsukuba, Japan 4 National Institute for Materials Science, 1-2-1 Sengen, 305-0047 Tsukuba, Japan)
Water Splitting Progress in Tandem Devices: Moving Photolysis beyond Electrolysis : Zhang Kan, Ming Ma, Ping Li, Jong Hyeok Park, Advance energy materials. 2016. 6. 1600602
광화학적 수소제조를 위한 나노복합 광촉매의 설계 : 장점석 외(포항공과대학교)2007
GaN을 이용한 광전기화학적 물분해 : 오일환(금오공과대학교)2014, J. Korean Electrochem. Soc., Vol.17, No.1, 2014
광화학 및 광전기화학적 수소제조 : 백진욱(한국화학연구원 그린화학연구단) Nice, 제27권 제4호, 2009
염료감응 태양전지 : 박남규, 고분자과학과 기술 제 7권 4호 2006년 8월