나노기술 및 정책 정보

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● 광주과학기술원(GIST) 신소재공학부 이광희, 이상한 교수 연구진이 현재까지 보고된 페로브스카이트 기반 광전극 중 가장 높은 효율과 안정성을 보이는 광전극을 개발

● 연구팀은 펄스드 레이저 증착법을 이용해 대표적인 백금 대체 수소 생성 반응용 촉매 중 하나인 이황화 몰리브덴(MoS2)을 페로브스카이트 보호층(티타늄 포일) 위에 제작

● 티타늄 포일 위에 MoS2를 제작할 때, 증착 조건 중 하나인 펄스 수를 조절해 MoS2의 나노구조를 성공적으로 제어했으며, 나노구조화된 MoS2는 평면구조의 MoS2보다 더 높은 효율의 수소 생성 반응을 나타냄 

● 이어서 MoS2가 증착된 티타늄 포일을 액체금속인 인듐-갈륨 합금을 이용해 밀봉해 수분이 페로브스카이트 물질에 침투하는 것을 성공적으로 방지함으로써 높은 안정성을 보장

● 연구팀이 개발한 페로브스카이트 광전극은 MoS2의 높은 안정성과 효율 덕분에 기존의 백금 촉매의 쉬운 박리현상으로 인한 광전극의 빠른 초기 성능 저하를 성공적으로 방지했고, 현재까지 보고된 페로브스카이트 광전극 중에 최장의 안정성인 120시간의 안정성과 최고 효율인 11.07%의 반쪽전지 효율을 달성

※ Journal of Materials Chemistry A 게재(2021.10.12.)

※ 한국연구재단(미래수소원천기술개발사업, 중견연구자 사업, 글로벌연구실사업) 지원