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광주과학기술원 이상한 교수 연구팀이 태양에너지를 이용해 물에서 수소를 생산하는데 사용되는 광전극의 효율을 극대화시키는 다중층 촉매를 개발함. 연구팀은 서로 다른 전이금속 디칼코게나이드(TMDs)를 적층시켜 계단형 밴드구조를 이루는 다중층 TMDs 박막을 고안함. 개발된 다중층 촉매는 단일층 촉매보다 전자의 흐름이 개선돼 태양광으로부터 생성된 광전류를 단일 TMDs 촉매가 사용된 실리콘 광전극 대비 동일 전압 하에서 약 3배에서 최대 20배 이상 증대시킴. 특히 다중층으로 구성된 TMDs 박막을 제작하기 위해 실리콘 기판위에 TMDs를 직접 증착할 수 있는 펄스드 레이저 증착법을 이용함. 즉, 일반적인 TMDs 공정에서 사용되는 개별증착 및 전사와 같은 추가공정이 필요치 않게 되어 기존의 복잡한 공정을 간소화할 수 있음. 연구팀은 향후 친환경 촉매뿐만 아니라 반도체 소자, 발광 소자 등 다양한 분야에도 적용될 수 있도록 노력할 것이라고 밝힘

※ Advanced Science 게재

※ 한국연구재단 미래소재디스커버리사업 및 이공학개인기초연구지원사업 지원