| 초록 |
기존 전기화학적 이산화탄소 전환에서는 광전기화학과 기체확산전극 반응기 시스템이 활발하게 연구되고 있다. 광전기화학 시스템에서는 전극 또는 촉매가 광전효과를 가지는 반도체 물질을 주로 사용하며, 이산화탄소를 전해질에 용해된 형태로 공급하게 된다. 이때, 이산화탄소의 용해도 한계에 의해서 물질전달한계가 발생하게 되어 낮은 전류밀도를 보이게 된다. 이를 개선하고자 기체확산전극 시스템에서는 다공성 지지체에 촉매를 도포하여 기상의 이산화탄소를 직접 공급함으로써 용해도 한계에 의한 물질전달한계를 제거하였다. 본 연구에서는 두 시스템의 장점을 모두 가질 수 있는 복합 전극을 사용하는 시스템을 제작하였다. 광-보조 전기화학적 이산화탄소 전환은 새롭게 시도하고자 하는 시스템으로, 그 특성 분석을 위하여 양극의 촉매에 가시광선이 도달하면서 동시에 기상의 이산화탄소와 액상의 전해질과 접촉하고 있는 삼상계면 (three phase interface)을 구현한 설계가 시도되었다. 은 나노와이어를 기반으로 한 금 나노파티클 담지 촉매는 -1.1V vs RHE 전압에서 6.05 mA cm-2 의 광전류밀도를 보였으며, 빛 조사에 따라 CO 생성량 증가를 보였다. 이를 통하여 광열 효과를 배제한 박막형 전극과 광-보조 이산화탄소 전환 시스템에 대한 가능성을 확인 하였다. |
