친환경 에너지원 활용을 위한 나노 에너지 소재의 특성 및 기술

소개

성균관대 화학공학과 전공 수업에서 다루었던 나노 에너지 소재의 특성 및 활용에 대한 조사 자료입니다.

목차

1. 서론

2. 본론
(1) - 나노 소재의 광학 특성, LSPR, 고 표면적 특성
(2) - 나노 소재의 태양전지, 리튬 이온 전지, 연료 전지, 커패시터에서의 활용

3. 결론

본문내용

1. 서론
문명의 발생 이래로, 인류는 다양한 에너지원을 사용해 왔다. 특히 18세기 산업 혁명 이후, 화석 연료의 사용량은 기하급수적으로 증가하였고, 화석 연료의 연소에 따라 많은 이산화탄소가 발생하였다. 이에 따라, 지구의 평균 온도가 1.5℃가량 상승함에 따라 온실 가스를 발생시키지 않는 신재생 에너지의 필요성이 대두되었고, 태양광, 풍력, 조력 발전과 같은 에너지 변환 장치, 그리고 전지 및 커패시터와 같은 에너지 저장 장치는 계속해서 연구되고 있다.

특히, 나노 소재는 비-나노 소재와 대조되는 독특한 특성이 있고, 신재생 에너지 장치를 구성하는 중요한 소재로서 주목받고 있다. 이 과제에서는, 친환경 에너지원을 활용하기 위한 소재로서 나노 소재가 사용되는 이론적 배경을 광학적 원리 및 표면적에 관한 내용을 중심으로 고찰한 후, 에너지 전환 효율을 향상시키기 위한 나노 소재 기술에 대하여 논할 것이다.

2. 본론
1) 왜 나노 소재인가?
친환경 에너지 장치 중 화학 반응으로 에너지를 얻는 장치는 태양광 에너지, 2차 전지가 대표적이다. 여기서는 비-나노 소재와 대비되는 나노 소재만이 가지는 에너지 전환에 유리한 특정 이론적 배경에 대해 다룰 것이다.
(1) 비-나노 물질 및 나노 물질의 광학적 특성(Optical Background)
우리는 어떤 물질의 특정한 색을 눈으로 감지한다. 예를 들면, 나뭇잎은 초록색으로 보이며, 벽돌은 빨간색으로 보인다. 광학적으로 색깔이 나타나는 원리는 UV(Ultraviolet, 자외선)-VIS(Visible, 가시광선) 분광을 통해 설명할 수 있다. 원자들은 각기 고유한 에너지 준위를 가지며, 에너지를 받으면 최고 점유 분자 궤도함수(HOMO) 로부터 최저 비점유 분자 궤도함수(LUMO)로 전자 전이가 이루어진다.

참고자료

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