H2[1].Bard.NL.2006 나노튜브 논문 hwp

소개글

Novel Carbon-Doped TiO2 Nanotube Arrays with High Aspect Rations for Efficient Solar Water Splitting

목차

Novel Carbon-Doped TiO2 Nanotube Arrays with High Aspect Rations for Efficient Solar Water Splitting

실험 방법

본문내용

태양광을 사용한 수소와 산소를 넣은 물의 촉매작용은 수소원료에서 깨끗하다. TiO2는 낮은 비용과 낮은 화학적 불활성, 그리고 매우 안정하기 때문에 가장 전도유망하다. TiO2(산화티탄)은 광촉매로서 많이 사용되고 있다. 광촉매는 말 그대로 촉매인데 광(光) 빛에 반응을 해서 촉매 역할을 하는 것이다. 쉽게 이야기 하면 자신은 반응 전후에 변화하지 않지만, 빛을 흡수함으로서 반응을 촉진하는 것이다. 그러나 TiO2의 광범위한 사용은 가시광선의 에너지를 방해한다. 가시광선 조도 하에 더 높은 광전류 밀도와 더 효율적인 물 분해는 TiO2-xCx 나노튜브 배열보다 순수한 TiO2 나노튜브 배열을 보여준다. 총 광전류는 백생광 조도하에서 P-25 나노미립자 필름보다 20배 더 높다.
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광촉매 효과는 촉매 표면에 가까운 분자의 광자 흡수 작용에 따라서 전자 구멍에 Pair가(e+h-) 만들어질 때 고체 상태에서 촉매작용이 나타난다. 비록 TiO2이 위치에 대해 약간의 이점을 갖고 있을지라도, 그것은 두 개의 임계 제한을 갖는다. 첫째로 여기자(exciton)를 만듦에 있어 e-h+ 전구체는 오직 자외선에서만 영향을 받는다. 태양광 사용은 비효율적이라는 말이다. 왜냐하면 산화티탄은 보통 매우 다양한 모양의 넓은 격차 결합을 가지기 때문이다. 두 번째로 큰 격차 결합을 하는 산화 반도체의 광전자는 TiO2 또는 WO3와 같이 자유전자가 많은 n-type을 사용한다. 종종 짧은 여기자(exciton) 산란 길이는 갖는다. 그래서 그것은 주로 광전류에 기여하는 전하 층 공간 안쪽에서 옮겨짐이 생긴다. TiO2 광전극의 최대 물 분해 효율은 1)은 가시광선 에너지를 이용한 좁은 결합 격차이고 2)는 많이 축소된 지역의 전해질은 e-h+ pairs의 분해를 증가 시킨다. 그리고 3)의 두꺼운 필름은 태양광의 총 흡수작용을 증가시킨다.(Figure 1)

참고 자료

없음