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이달의 우수논문 (JCR상위 1%이내)-박현웅 교수

에너지공학부

  • 2021-07-16 13:19
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□ Standalone photoconversion of CO2 using Ti and TiOx-sandwiched heterojunction photocatalyst of CuO and CuFeO2
    구리-철 산화물의 티타늄 금속-산화물 샌드위치형 이종 접합 광촉매를 이용한 자가구동 이산화탄소 전환

- 교신저자: 박현웅(경북대학교 에너지공학부)
- 제1저자: 최승요(경북대학교), 윤선희(Texas A & M University at Qatar),
- 공동저자: 강운석(경북대학교), 한동석(카타르대학)
- JCR 상위 0.94%, IF=16.683
- APPLIED CATALYSIS B-ENVIRONMENTAL 게재(2021. 7. 5. 예정)

* 자료제공: 경북대 IR센터
* Web of Science 및 SCOPUS DB에 새롭게 등록된 논문

본 연구는 태양광 에너지를 이용해 이산화탄소를 탄소화합물로 전환시키는 인공광합성 연구이다.

이미 선행 연구를 통해 개발된 구리-철 산화물 광촉매 소재는 우수한 이산화탄소 전환능력을 선보여왔다.

이번 연구에서는 구리-철 산화물 광촉매 소재의 구조적 개량을 통해 전기증착을 이용한 광촉매 소재 전극의 생산 수율 향상을 확보하였다. 또한 광촉매 소재의 안정성 및 이산화탄소 전환능력 향상을 도모하는 연구를 진행하였다.

구리-철 산화물 광촉매 하단 나노미터 두께의 티타늄 금속층을 Electron-beam 공정을 통해 증착하여 광촉매 소재에서 생성된 정공의 빠른 이동을 유도해 전자-정공 재결합을 방지하였다. 구리-철 산화물 상단에 비결정질의 TiOx 입자를 함께 증착하여 이산화탄소 전환의 안정성 및 선택도 향상을 확보하였다.

이러한 과정을 통해 샌드위치 형태의 인공광합성 광촉매를 개발하였으며, 전기 에너지를 사용하지 않고 태양광만을 이용해 이산화탄소를 지방족산(포름산)으로 전환하는 태양광 전환효율(Solar-to-Chemical efficiency; STC) ~5%에 달하는 효율을 확보하였다.

본 연구에서 개발한 티타늄 금속-산화물 샌드위치형 구리-철 산화물 광촉매 소재는 외부 전력 공급 없이 태양광만을 이용해 이산화탄소를 고부가가치 전환물로 변환한다는 점에서 그 활용성이 높을 것으로 기대된다.

<사진 왼쪽부터 박현웅 교수, 최승요 박사후연구원>