나노기술 및 정책 정보

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● 일본 키타큐슈시립대학교, 카나자와대학교, 영국 Imperial College London의 국제 공동 연구그룹이 프로브 현미경을 이용하여 미세구조 반도체 광전극의 전하 분리 메커니즘을 규명

● 연구진은 주사형 전기화학 셀 현미경(SECCM, Scanning Electro-Chemical Cell Microscopy)을 이용하여 TiO₂(이산화 타이타늄) 나노튜브 전극의 국부적인 광전기화학적 특성을 조사

● 일반적인 광전기화학 측정에서는 전극 전체의 정보밖에 얻을 수 없지만, SECCM에서는 나노미터(nm) 크기의 피펫을 이용하여 미소한 액적 모양의 전기화학 셀을 형성하고, 수분해 반응에 의해 발생하는 광전류를 국소적으로 분석할 수 있음.

● TiO₂ 나노튜브의 상부와 측면의 국소적 광전류 값에는 큰 차이가 없음을 최초로 발견하였으며, 본 결과는 TiO₂ 나노튜브 광전극의 전하 분리 메커니즘이 직교형이라는 것을 실험적으로 시사

● 해당 연구성과로 다양한 나노구조 반도체 광전극의 광전류 특성을 미세 영역에서 이해할 수 있게 되었으며, 향후 재료 설계의 최적화가 빨라져서 광전기화학적 방법을 이용한 수분해 반응이 고성능화될 것으로 기대

※ ACS Catalysis 게재(2022.01.06.), “Direct Electrochemical Visualization of the Orthogonal Charge Separation in Anatase Nanotube Photoanodes for Water Splitting”