KR101075876B1 - 광전기화학전지용 산화전극 촉매막의 제조방법, 이에 따라 제조되는 촉매막 및 이를 이용한 광전기화학전지 - Google Patents
광전기화학전지용 산화전극 촉매막의 제조방법, 이에 따라 제조되는 촉매막 및 이를 이용한 광전기화학전지 Download PDFInfo
- Publication number
- KR101075876B1 KR101075876B1 KR1020100026294A KR20100026294A KR101075876B1 KR 101075876 B1 KR101075876 B1 KR 101075876B1 KR 1020100026294 A KR1020100026294 A KR 1020100026294A KR 20100026294 A KR20100026294 A KR 20100026294A KR 101075876 B1 KR101075876 B1 KR 101075876B1
- Authority
- KR
- South Korea
- Prior art keywords
- photoelectrochemical cell
- paste
- catalyst film
- ink
- prepared
- Prior art date
Links
- 239000003054 catalyst Substances 0.000 title claims abstract description 71
- 238000000034 method Methods 0.000 title claims abstract description 29
- 238000002360 preparation method Methods 0.000 title description 8
- 230000001590 oxidative effect Effects 0.000 title 1
- 239000002105 nanoparticle Substances 0.000 claims abstract description 34
- 239000000758 substrate Substances 0.000 claims abstract description 33
- 238000004519 manufacturing process Methods 0.000 claims abstract description 26
- 238000010438 heat treatment Methods 0.000 claims abstract description 21
- 238000000576 coating method Methods 0.000 claims abstract description 20
- 239000011248 coating agent Substances 0.000 claims abstract description 19
- 229910010413 TiO 2 Inorganic materials 0.000 claims description 17
- 239000012528 membrane Substances 0.000 claims description 15
- 239000011230 binding agent Substances 0.000 claims description 14
- 239000002270 dispersing agent Substances 0.000 claims description 12
- 229910020599 Co 3 O 4 Inorganic materials 0.000 claims description 11
- 229910001220 stainless steel Inorganic materials 0.000 claims description 10
- 239000010935 stainless steel Substances 0.000 claims description 10
- 239000000203 mixture Substances 0.000 claims description 9
- 229920000557 Nafion® Polymers 0.000 claims description 6
- PXHVJJICTQNCMI-UHFFFAOYSA-N Nickel Chemical compound [Ni] PXHVJJICTQNCMI-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 4
- LFQSCWFLJHTTHZ-UHFFFAOYSA-N Ethanol Chemical compound CCO LFQSCWFLJHTTHZ-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 3
- 229910052719 titanium Inorganic materials 0.000 claims description 3
- 239000010936 titanium Substances 0.000 claims description 3
- ZOKXTWBITQBERF-UHFFFAOYSA-N Molybdenum Chemical compound [Mo] ZOKXTWBITQBERF-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 2
- 229910019899 RuO Inorganic materials 0.000 claims description 2
- RTAQQCXQSZGOHL-UHFFFAOYSA-N Titanium Chemical compound [Ti] RTAQQCXQSZGOHL-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 2
- 150000001412 amines Chemical class 0.000 claims description 2
- 238000002156 mixing Methods 0.000 claims description 2
- 229910052750 molybdenum Inorganic materials 0.000 claims description 2
- 239000011733 molybdenum Substances 0.000 claims description 2
- 229910052759 nickel Inorganic materials 0.000 claims description 2
- 229920000131 polyvinylidene Polymers 0.000 claims description 2
- 238000007650 screen-printing Methods 0.000 claims description 2
- 238000004528 spin coating Methods 0.000 claims description 2
- 239000007921 spray Substances 0.000 claims description 2
- 238000010345 tape casting Methods 0.000 claims description 2
- 150000003573 thiols Chemical class 0.000 claims description 2
- RBNWAMSGVWEHFP-UHFFFAOYSA-N trans-p-Menthane-1,8-diol Chemical compound CC(C)(O)C1CCC(C)(O)CC1 RBNWAMSGVWEHFP-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 2
- 125000003158 alcohol group Chemical group 0.000 claims 1
- 239000010408 film Substances 0.000 description 58
- 229910052739 hydrogen Inorganic materials 0.000 description 29
- 239000001257 hydrogen Substances 0.000 description 29
- UFHFLCQGNIYNRP-UHFFFAOYSA-N Hydrogen Chemical compound [H][H] UFHFLCQGNIYNRP-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 25
- HEMHJVSKTPXQMS-UHFFFAOYSA-M Sodium hydroxide Chemical compound [OH-].[Na+] HEMHJVSKTPXQMS-UHFFFAOYSA-M 0.000 description 9
- QVGXLLKOCUKJST-UHFFFAOYSA-N atomic oxygen Chemical compound [O] QVGXLLKOCUKJST-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 9
- 230000000052 comparative effect Effects 0.000 description 9
- 229910052760 oxygen Inorganic materials 0.000 description 9
- 239000001301 oxygen Substances 0.000 description 9
- 239000007864 aqueous solution Substances 0.000 description 8
- XLYOFNOQVPJJNP-UHFFFAOYSA-N water Substances O XLYOFNOQVPJJNP-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 8
- 239000003792 electrolyte Substances 0.000 description 5
- 150000002500 ions Chemical class 0.000 description 5
- 239000004065 semiconductor Substances 0.000 description 5
- 229910052710 silicon Inorganic materials 0.000 description 5
- 239000000243 solution Substances 0.000 description 5
- XUIMIQQOPSSXEZ-UHFFFAOYSA-N Silicon Chemical compound [Si] XUIMIQQOPSSXEZ-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 4
- NIXOWILDQLNWCW-UHFFFAOYSA-N acrylic acid group Chemical group C(C=C)(=O)O NIXOWILDQLNWCW-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 4
- 239000000463 material Substances 0.000 description 4
- 230000000704 physical effect Effects 0.000 description 4
- BASFCYQUMIYNBI-UHFFFAOYSA-N platinum Substances [Pt] BASFCYQUMIYNBI-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 4
- BDERNNFJNOPAEC-UHFFFAOYSA-N propan-1-ol Chemical compound CCCO BDERNNFJNOPAEC-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 4
- 238000006722 reduction reaction Methods 0.000 description 4
- 239000010703 silicon Substances 0.000 description 4
- JBRZTFJDHDCESZ-UHFFFAOYSA-N AsGa Chemical compound [As]#[Ga] JBRZTFJDHDCESZ-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 3
- 229910001218 Gallium arsenide Inorganic materials 0.000 description 3
- 239000002033 PVDF binder Substances 0.000 description 3
- 239000006185 dispersion Substances 0.000 description 3
- 238000007606 doctor blade method Methods 0.000 description 3
- 239000011521 glass Substances 0.000 description 3
- 150000002431 hydrogen Chemical class 0.000 description 3
- 229920002981 polyvinylidene fluoride Polymers 0.000 description 3
- 238000001878 scanning electron micrograph Methods 0.000 description 3
- 238000000926 separation method Methods 0.000 description 3
- KTSFMFGEAAANTF-UHFFFAOYSA-N [Cu].[Se].[Se].[In] Chemical compound [Cu].[Se].[Se].[In] KTSFMFGEAAANTF-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- 239000002253 acid Substances 0.000 description 2
- 238000004458 analytical method Methods 0.000 description 2
- 239000003957 anion exchange resin Substances 0.000 description 2
- 150000001786 chalcogen compounds Chemical class 0.000 description 2
- 238000000354 decomposition reaction Methods 0.000 description 2
- 238000005868 electrolysis reaction Methods 0.000 description 2
- 238000002474 experimental method Methods 0.000 description 2
- 238000007654 immersion Methods 0.000 description 2
- 229910052751 metal Inorganic materials 0.000 description 2
- 239000002184 metal Substances 0.000 description 2
- 239000002086 nanomaterial Substances 0.000 description 2
- 230000003647 oxidation Effects 0.000 description 2
- 238000007254 oxidation reaction Methods 0.000 description 2
- 229910052697 platinum Inorganic materials 0.000 description 2
- 229920002098 polyfluorene Polymers 0.000 description 2
- 239000002904 solvent Substances 0.000 description 2
- 239000010409 thin film Substances 0.000 description 2
- MARUHZGHZWCEQU-UHFFFAOYSA-N 5-phenyl-2h-tetrazole Chemical compound C1=CC=CC=C1C1=NNN=N1 MARUHZGHZWCEQU-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 229910000980 Aluminium gallium arsenide Inorganic materials 0.000 description 1
- 229910015902 Bi 2 O 3 Inorganic materials 0.000 description 1
- XMWRBQBLMFGWIX-UHFFFAOYSA-N C60 fullerene Chemical compound C12=C3C(C4=C56)=C7C8=C5C5=C9C%10=C6C6=C4C1=C1C4=C6C6=C%10C%10=C9C9=C%11C5=C8C5=C8C7=C3C3=C7C2=C1C1=C2C4=C6C4=C%10C6=C9C9=C%11C5=C5C8=C3C3=C7C1=C1C2=C4C6=C2C9=C5C3=C12 XMWRBQBLMFGWIX-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- OKTJSMMVPCPJKN-UHFFFAOYSA-N Carbon Chemical compound [C] OKTJSMMVPCPJKN-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 229910004613 CdTe Inorganic materials 0.000 description 1
- 229910006404 SnO 2 Inorganic materials 0.000 description 1
- 229910002367 SrTiO Inorganic materials 0.000 description 1
- 239000007983 Tris buffer Substances 0.000 description 1
- 238000002441 X-ray diffraction Methods 0.000 description 1
- 238000000441 X-ray spectroscopy Methods 0.000 description 1
- QFOSGDIKDCGGPO-UHFFFAOYSA-N [K+].[Cu++].[Se--].[Se--].[Se--].[In+3] Chemical compound [K+].[Cu++].[Se--].[Se--].[Se--].[In+3] QFOSGDIKDCGGPO-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 229910021417 amorphous silicon Inorganic materials 0.000 description 1
- 229910052787 antimony Inorganic materials 0.000 description 1
- 230000015572 biosynthetic process Effects 0.000 description 1
- 229910052794 bromium Inorganic materials 0.000 description 1
- 229910052799 carbon Inorganic materials 0.000 description 1
- 150000001768 cations Chemical class 0.000 description 1
- 229910052801 chlorine Inorganic materials 0.000 description 1
- 150000001875 compounds Chemical class 0.000 description 1
- 238000007796 conventional method Methods 0.000 description 1
- XCJYREBRNVKWGJ-UHFFFAOYSA-N copper(II) phthalocyanine Chemical compound [Cu+2].C12=CC=CC=C2C(N=C2[N-]C(C3=CC=CC=C32)=N2)=NC1=NC([C]1C=CC=CC1=1)=NC=1N=C1[C]3C=CC=CC3=C2[N-]1 XCJYREBRNVKWGJ-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 238000010586 diagram Methods 0.000 description 1
- 230000005518 electrochemistry Effects 0.000 description 1
- 239000008151 electrolyte solution Substances 0.000 description 1
- 238000005516 engineering process Methods 0.000 description 1
- 238000010304 firing Methods 0.000 description 1
- 229910052731 fluorine Inorganic materials 0.000 description 1
- 239000012535 impurity Substances 0.000 description 1
- 229910052740 iodine Inorganic materials 0.000 description 1
- 229910052741 iridium Inorganic materials 0.000 description 1
- YEXPOXQUZXUXJW-UHFFFAOYSA-N lead(II) oxide Inorganic materials [Pb]=O YEXPOXQUZXUXJW-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 239000005543 nano-size silicon particle Substances 0.000 description 1
- 229910052757 nitrogen Inorganic materials 0.000 description 1
- 150000002894 organic compounds Chemical class 0.000 description 1
- 229910052763 palladium Inorganic materials 0.000 description 1
- SLIUAWYAILUBJU-UHFFFAOYSA-N pentacene Chemical compound C1=CC=CC2=CC3=CC4=CC5=CC=CC=C5C=C4C=C3C=C21 SLIUAWYAILUBJU-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 229920002848 poly(3-alkoxythiophenes) Polymers 0.000 description 1
- 239000005518 polymer electrolyte Substances 0.000 description 1
- -1 polyphenylvinylene Polymers 0.000 description 1
- 239000011148 porous material Substances 0.000 description 1
- 239000010970 precious metal Substances 0.000 description 1
- MCJGNVYPOGVAJF-UHFFFAOYSA-N quinolin-8-ol Chemical compound C1=CN=C2C(O)=CC=CC2=C1 MCJGNVYPOGVAJF-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 229910052703 rhodium Inorganic materials 0.000 description 1
- 229910052707 ruthenium Inorganic materials 0.000 description 1
- 238000005211 surface analysis Methods 0.000 description 1
- 229910052715 tantalum Inorganic materials 0.000 description 1
- XOLBLPGZBRYERU-UHFFFAOYSA-N tin dioxide Chemical compound O=[Sn]=O XOLBLPGZBRYERU-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 229910001887 tin oxide Inorganic materials 0.000 description 1
- TVIVIEFSHFOWTE-UHFFFAOYSA-K tri(quinolin-8-yloxy)alumane Chemical compound [Al+3].C1=CN=C2C([O-])=CC=CC2=C1.C1=CN=C2C([O-])=CC=CC2=C1.C1=CN=C2C([O-])=CC=CC2=C1 TVIVIEFSHFOWTE-UHFFFAOYSA-K 0.000 description 1
- 229910052720 vanadium Inorganic materials 0.000 description 1
- 229910052726 zirconium Inorganic materials 0.000 description 1
Images
Classifications
-
- H—ELECTRICITY
- H01—ELECTRIC ELEMENTS
- H01G—CAPACITORS; CAPACITORS, RECTIFIERS, DETECTORS, SWITCHING DEVICES, LIGHT-SENSITIVE OR TEMPERATURE-SENSITIVE DEVICES OF THE ELECTROLYTIC TYPE
- H01G9/00—Electrolytic capacitors, rectifiers, detectors, switching devices, light-sensitive or temperature-sensitive devices; Processes of their manufacture
- H01G9/20—Light-sensitive devices
- H01G9/2027—Light-sensitive devices comprising an oxide semiconductor electrode
- H01G9/2031—Light-sensitive devices comprising an oxide semiconductor electrode comprising titanium oxide, e.g. TiO2
-
- H—ELECTRICITY
- H01—ELECTRIC ELEMENTS
- H01L—SEMICONDUCTOR DEVICES NOT COVERED BY CLASS H10
- H01L31/00—Semiconductor devices sensitive to infrared radiation, light, electromagnetic radiation of shorter wavelength or corpuscular radiation and specially adapted either for the conversion of the energy of such radiation into electrical energy or for the control of electrical energy by such radiation; Processes or apparatus specially adapted for the manufacture or treatment thereof or of parts thereof; Details thereof
- H01L31/02—Details
- H01L31/0224—Electrodes
- H01L31/022408—Electrodes for devices characterised by at least one potential jump barrier or surface barrier
- H01L31/022425—Electrodes for devices characterised by at least one potential jump barrier or surface barrier for solar cells
-
- Y—GENERAL TAGGING OF NEW TECHNOLOGICAL DEVELOPMENTS; GENERAL TAGGING OF CROSS-SECTIONAL TECHNOLOGIES SPANNING OVER SEVERAL SECTIONS OF THE IPC; TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
- Y02—TECHNOLOGIES OR APPLICATIONS FOR MITIGATION OR ADAPTATION AGAINST CLIMATE CHANGE
- Y02E—REDUCTION OF GREENHOUSE GAS [GHG] EMISSIONS, RELATED TO ENERGY GENERATION, TRANSMISSION OR DISTRIBUTION
- Y02E10/00—Energy generation through renewable energy sources
- Y02E10/50—Photovoltaic [PV] energy
-
- Y—GENERAL TAGGING OF NEW TECHNOLOGICAL DEVELOPMENTS; GENERAL TAGGING OF CROSS-SECTIONAL TECHNOLOGIES SPANNING OVER SEVERAL SECTIONS OF THE IPC; TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
- Y02—TECHNOLOGIES OR APPLICATIONS FOR MITIGATION OR ADAPTATION AGAINST CLIMATE CHANGE
- Y02E—REDUCTION OF GREENHOUSE GAS [GHG] EMISSIONS, RELATED TO ENERGY GENERATION, TRANSMISSION OR DISTRIBUTION
- Y02E10/00—Energy generation through renewable energy sources
- Y02E10/50—Photovoltaic [PV] energy
- Y02E10/542—Dye sensitized solar cells
-
- Y—GENERAL TAGGING OF NEW TECHNOLOGICAL DEVELOPMENTS; GENERAL TAGGING OF CROSS-SECTIONAL TECHNOLOGIES SPANNING OVER SEVERAL SECTIONS OF THE IPC; TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
- Y02—TECHNOLOGIES OR APPLICATIONS FOR MITIGATION OR ADAPTATION AGAINST CLIMATE CHANGE
- Y02P—CLIMATE CHANGE MITIGATION TECHNOLOGIES IN THE PRODUCTION OR PROCESSING OF GOODS
- Y02P70/00—Climate change mitigation technologies in the production process for final industrial or consumer products
- Y02P70/50—Manufacturing or production processes characterised by the final manufactured product
Landscapes
- Engineering & Computer Science (AREA)
- Power Engineering (AREA)
- Microelectronics & Electronic Packaging (AREA)
- Sustainable Energy (AREA)
- Physics & Mathematics (AREA)
- Condensed Matter Physics & Semiconductors (AREA)
- Electromagnetism (AREA)
- General Physics & Mathematics (AREA)
- Computer Hardware Design (AREA)
- Life Sciences & Earth Sciences (AREA)
- Sustainable Development (AREA)
- Catalysts (AREA)
- Electrolytic Production Of Non-Metals, Compounds, Apparatuses Therefor (AREA)
Abstract
본 발명은 광전기화학전지용 산화전극 촉매막의 제조방법, 이에 따라 제조되는 촉매막 및 이를 이용한 광전기화학전지에 관한 것으로, 더욱 상세하게는 상기 목적을 달성하기 위해, 본 발명은 산화물 나노입자를 분산시킨 후 페이스트 또는 잉크로 제조하는 단계(단계 1); 상기 단계 1에서 제조된 산화물 나노입자 페이스트 또는 잉크로 일면이 광전극으로 구성된 전도성 기판의 또 다른 일면에 코팅막을 형성시키는 단계(단계 2); 및 상기 단계 3에서 형성된 코팅막을 저온 열처리하는 단계(단계 3)를 포함하는 광전기화학전지용 산화전극 촉매막의 제조방법, 산화물 나노입자를 분산시킨 후 페이스트 또는 잉크로 제조하여 일면이 광전극으로 구성된 전도성 기판의 또 다른 일면에 상기 페이스트 또는 잉크로 코팅막을 형성시킨 후 열처리하여 제조되는, 광전기화학전지용 산화전극 촉매막 및 광전셀/산화전극/이온분리막/환원전극으로 이루어진 광전기화학전지에 있어서, 상기 산화전극은 일면이 광전극으로 구성된 전도성 기판의 또 다른 일면에 산화물 나노입자 페이스트 또는 잉크로 코팅막을 형성시킨 후 열처리하여 제조되는 촉매막으로 이루어진 것을 특징으로 하는 광전기화학전지에 관한 것이다.
Description
본 발명은 광전기화학전지용 산화전극 촉매막의 제조방법, 이에 따라 제조되는 촉매막 및 이를 이용한 광전기화학전지에 관한 것이다.
종래 알려진 광전기화학전지(photoelectrochemical cell, PEC)의 예로서는 TiO2와 같은 산화물 반도체 전극이나 실리콘 p-n 접합을 이용한 전극 등이 수용액 내에 위치한 담금형(immersion type)과 태양전지 기술을 접목하여 탄뎀(tandem) 또는 하이브리드(hybrid) 형태의 전극이 수용액 외부에 장착된 창문형(window-type) 등을 들 수 있다. 구체적인 예로서, 미국등록특허 제6936143호에는 전도성 기판(F-doped tin oxide)의 양면에 WO3 또는 Fe2O3와 같은 광활성이 있는 산화물 층과 염료 감응형 TiO2 층을 직렬로 연결하여 이와 접촉하고 있는 수용액 전해질을 분해함으로써 수소를 생성시키는 방법이 기재되어 있다. 또한, 광기전력 시스템과 전기분해 시스템이 하나의 시스템으로 결합된 수소 공급을 위한 고효율의 집적 다중적층 광기전력/전기분해 시스템에 관한 것이 기재되어 있고, 상기 시스템은 금속-반도체 접합인 옴접합(ohmic contact)에서 탄뎀 n/pn/p-GaInP/GaAs 접합으로 구성되어 있다(Internation Journal of Hydrogen Energy 26 (2001) 127-132). 고분자 전해질형 전해조를 가진 광집광기에서 고효율의 Ⅲ-Ⅴ 태양전지를 결합하는 통합시스템에 대한 것이 기재되어 있고, 상기 통합시스템은 태양광으로 물을 분해하여 수소와 산소를 공급하는 시스템에 관한 것이다(International Journal of Hydrogen Energy 32 (2007) 3248-3252). 또한, AlGaAs/Si RuO2/Pt을 포함하는 전지의 광전기분해로 물을 분해하는 것이 기재되어 있다(J.Phys. Chem. B 104 (2000) 8920-8924). 그러나, 상기 시스템들은 광전극 제조시 고온 열처리 과정이 수반되며, 촉매막 제조시에도 고온 소성공정을 수반하여 광전극의 물성이 저하되는 문제가 있고, 고가의 귀금속을 촉매물질로 사용하여 제조비용이 증가하는 문제가 있다.
이에, 본 발명자들은 고온 열처리 과정이 수반되지 않으면서 저비용으로 제조할 수 있는 광전기화학전지에 대해 연구하던 중 전도성 기판의 일면에 촉매막을 제조하여 광전극-촉매막의 일체형으로 구성할 수 있고, 저가의 촉매물질을 사용하여 저온 열처리로 제조할 수 있을 뿐만 아니라, 고온 열처리로 제조한 촉매막보다 안정성이 뛰어난 산화전극 촉매막의 제조방법을 개발하고, 본 발명을 완성하였다.
본 발명의 목적은 광전기화학전지용 산화전극 촉매막의 제조방법을 제공하는 데 있다.
또한, 본 발명의 다른 목적은 상기 제조방법으로 제조된 광전기화학전지용 산화전극 촉매막을 제공하는 데 있다.
나아가, 본 발명의 또 다른 목적은 상기 광전기화학전지용 산화전극 촉매막을 이용한 광전기화학전지를 제공하는 데 있다.
상기 목적을 달성하기 위해, 본 발명은 산화물 나노입자를 분산시킨 후 페이스트 또는 잉크로 제조하는 단계(단계 1); 상기 단계 1에서 제조된 산화물 나노입자 페이스트 또는 잉크로 일면이 광전극으로 구성된 전도성 기판의 또 다른 일면에 코팅막을 형성시키는 단계(단계 2); 및 상기 단계 3에서 형성된 코팅막을 저온 열처리하는 단계(단계 3)를 포함하는 광전기화학전지용 산화전극 촉매막의 제조방법을 제공한다.
또한, 본 발명은 산화물 나노입자를 분산시킨 후 페이스트 또는 잉크로 제조하여 일면이 광전극으로 구성된 전도성 기판의 또 다른 일면에 상기 페이스트 또는 잉크로 코팅막을 형성시킨 후 열처리하여 제조되는, 광전기화학전지용 산화전극 촉매막을 제공한다.
나아가, 본 발명은 광전셀/산화전극/이온분리막/환원전극으로 이루어진 광전기화학전지에 있어서, 상기 산화전극은 일면이 광전극으로 구성된 전도성 기판의 또 다른 일면에 산화물 나노입자 페이스트 또는 잉크로 코팅막을 형성시킨 후 열처리하여 제조되는 촉매막으로 이루어진 것을 특징으로 하는 광전기화학전지를 제공한다.
본 발명에 따른 광전기화학전지용 산화전극 촉매막, 이의 제조방법 및 이를 이용한 광전기화학전지는 전도성 기판의 일면에 촉매막을 제조하여 광전극-촉매막의 일체형으로 구성할 수 있고, 산화물 나노입자를 전도성 기판에 간단하게 코팅시킬 수 있으며, 저온 열처리로 제조하여 광전극의 물성변화를 일으키지 않고 수소 또는 산소의 발생속도를 향상시키므로, 광전기화학전지용 산화전극 촉매막으로 유용하게 이용할 수 있다.
도 1은 본 발명에 따른 광전기화학전지용 산화전극 촉매막의 제조방법을 나타낸 흐름도이고;
도 2는 본 발명에 따른 광전기화학전지를 나타낸 모식도이고;
도 3은 본 발명의 제조방법에 따른 촉매막의 일실시형태(실시예 1)를 나타낸 사진이고;
도 4는 본 발명의 제조방법에 따른 촉매막의 일실시형태(실시예 3)를 나타낸 사진이고;
도 5는 본 발명의 제조방법에 따른 촉매막(실시예 1, 2 및 3)의 X-선 분광분석(XRD)을 나타낸 그래프이고;
도 6은 본 발명의 제조방법에 따른 촉매막(실시예 1)의 주사전자현미경 사진이고;
도 7은 본 발명의 제조방법에 따른 촉매막(실시예 2)의 주사전자현미경 사진이고; 및
도 8은 본 발명의 제조방법에 따른 촉매막(실시예 3)의 주사전자현미경 사진이다.
도 2는 본 발명에 따른 광전기화학전지를 나타낸 모식도이고;
도 3은 본 발명의 제조방법에 따른 촉매막의 일실시형태(실시예 1)를 나타낸 사진이고;
도 4는 본 발명의 제조방법에 따른 촉매막의 일실시형태(실시예 3)를 나타낸 사진이고;
도 5는 본 발명의 제조방법에 따른 촉매막(실시예 1, 2 및 3)의 X-선 분광분석(XRD)을 나타낸 그래프이고;
도 6은 본 발명의 제조방법에 따른 촉매막(실시예 1)의 주사전자현미경 사진이고;
도 7은 본 발명의 제조방법에 따른 촉매막(실시예 2)의 주사전자현미경 사진이고; 및
도 8은 본 발명의 제조방법에 따른 촉매막(실시예 3)의 주사전자현미경 사진이다.
본 발명은
산화물 나노입자를 분산시킨 후 페이스트 또는 잉크로 제조하는 단계(단계 1);
상기 단계 1에서 제조된 산화물 나노입자 페이스트 또는 잉크로 일면이 광전극으로 구성된 전도성 기판의 또 다른 일면에 코팅막을 형성시키는 단계(단계 2); 및
상기 단계 3에서 형성된 코팅막을 저온 열처리하는 단계(단계 3)를 포함하는 광전기화학전지용 산화전극 촉매막의 제조방법을 제공한다.
이하, 본 발명에 따른 광전기화학전지에 사용되는 산화전극의 촉매막 제조방법을 단계별로 상세히 설명한다(도 1 참조).
본 발명에 따른 광전기화학전지에 사용되는 산화전극의 촉매막 제조방법에 있어서, 단계 1은 산화물 나노입자를 분산시킨 후 페이스트 또는 잉크로 제조하는 단계이다.
이때, 상기 단계 1의 산화물 나노입자는 TiO2, Co3O4, RuO2, IrO2 및 MnO2로 이루어지는 군으로부터 선택되는 1종 또는 2종 이상의 혼합물을 사용할 수 있다.
또한, 상기 단계 1의 페이스트는 페이스트 믹서기에서 1000 - 2000 rpm의 공전과 자전속도로 10 - 60 분 동안 수행하여 제조되는 것이 바람직하나, 전도성 기판의 또 다른 일면에 코팅막을 형성시킬 수 있는 페이스트 상태라면 이에 제한되는 것은 아니다.
나아가, 상기 단계 1의 잉크는 재분산이 용이한 산화물 나노입자에 적절한 비율의 바인더와 분산제를 혼합하여 분산도가 높은 용액으로 제조하는 것이 바람직하며, 산화물 나노입자에 대하여 바인더 및 분산제를 1:0.8∼3.0:0.2∼1.0 중량비로 혼합하여 제조하는 것이 더욱 바람직하다.
또한, 상기 단계 1의 산화물 나노입자에 바인더를 단독으로 또는 분산제와 함께 혼합하여 더 첨가시킬 수 있다. 상기 바인더는 나피온(Nafion), 폴리비닐리덴 플루오라이드(polyvinylidene flouride) 등을 사용할 수 있고, 상기 분산제는 알코올, 아민, 티올 등을 사용할 수 있고, 상기 알코올은 터피놀인 것이 바람직하다. 이때, 상기 바인더는 산화물 나노입자에 대하여 1:0.8∼3.0의 중량비로 첨가되는 것이 바람직하다. 만약, 상기 분산제가 나노입자에 대하여 0.8 중량비 미만으로 첨가되는 경우에는 나노입자와 바인더가 충분히 섞이지 못해 나노입자가 뭉치게 되는 문제가 있고, 3을 초과하는 경우에는 페이스트의 점도가 높아지게 되는 문제가 있다. 또한, 상기 바인더 및 분산제는 산화물 나노입자에 대하여 1:0.8∼3.0:0.2∼1.0의 중량비로 첨가되는 것이 바람직하다. 만약, 상기 분산제가 나노입자에 대하여 0.2 중량비 미만으로 첨가되는 경우에는 페이시트가 충분히 분산되지 못해 바인더가 굳어지는 문제가 있고, 1.0을 초과하는 경우에는 페이시트의 점도가 낮아지는 문제가 있다.
다음으로, 본 발명에 따른 광전기화학전지에 사용되는 산화전극의 촉매막 제조방법에 있어서, 단계 2는 상기 단계 1에서 제조된 산화물 나노입자 페이스트 또는 잉크로 일면이 광전극으로 구성된 전도성 기판의 또 다른 일면에 코팅막을 형성시키는 단계이다.
이때, 상기 단계 2의 전도성 기판은 스테인리스스틸, 티타늄, 니켈, 몰리브데늄, 양면에 전도층이 코팅된 유리 등을 사용할 수 있다.
또한, 상기 단계 2의 코팅막은 공지의 코팅방법을 적절히 선택하여 사용할 수 있으나, 바람직하게는 닥터블레이딩법, 스크린 프린팅법, 스프레이법 또는 스핀코팅법으로 형성시킬 수 있다.
다음으로, 본 발명에 따른 광전기화학전지에 사용되는 산화전극의 촉매막 제조방법에 있어서, 단계 3은 상기 단계 2에서 형성된 코팅막을 저온 열처리하는 단계이다.
이때, 상기 단계 3의 저온 열처리는 30 - 100 ℃에서 1 - 10 시간 동안 수행되는 것이 바람직하다. 만약, 상기 저온 열처리 온도가 30 ℃ 미만인 경우에는 용매가 완전히 제거되지 못하는 문제가 있고, 100 ℃를 초과하는 경우에는 광전극의 물성이 저하되는 문제가 있다. 또한, 상기 열처리 시간이 1 시간 미만인 경우에는 30 ℃ 미만인 경우와 동일하게 용매가 완전히 제거되지 못하는 문제가 있고, 10 시간을 초과하는 경우에는 광전극의 물성이 저하되는 문제가 있다.
또한, 본 발명은 산화물 나노입자를 분산시킨 후 페이스트 또는 잉크로 제조하여 일면이 광전극으로 구성된 전도성 기판의 또 다른 일면에 상기 페이스트 또는 잉크로 코팅막을 형성시킨 후 저온 열처리하여 제조되는, 광전기화학전지용 산화전극 촉매막을 제공한다.
나아가, 본 발명은 광전셀/산화전극/이온분리막/환원전극으로 구성되는 광전기화학전지에 있어서, 상기 산화전극은 일면이 광전극으로 구성된 전도성 기판의 또 다른 일면에 산화물 나노입자 페이스트 또는 잉크로 코팅막을 형성시킨 후 열처리하여 제조되는 촉매막으로 이루어진 것을 특징으로 하는 광전기화학전지를 제공한다.
상기 광전기화학전지는 전기화학에 의한 물 분해용 수용액 전해질 외부에 광전셀(photoelectric cell)을 구비하고, 상기 광전셀에 광을 조사하면 광전셀이 광을 흡수하여 전자와 전공을 발생시키고, 이들을 산화(산소발생극), 환원(수소발생극)전극으로 전달하여 물을 분해시킴으로써, 산화전극에서는 산소를, 환원전극에서는 수소를 분리하는 공정에 의해 수소를 생산한다.
본 발명에 따른 산화전극의 촉매막으로 이루어진 광전기화학전지를 첨부된 도 2를 참조하여 구체적으로 살펴보면, 전도성 기판(1)의 양면에 부착된 광전셀(2), 산화전극(3), 이온분리막(4), 환원전극(5) 및 수용액 전해질(6)로 구성된다. 상기 전도성 기판(1)은 전도성이 있는 대부분의 금속 및 양면에 전도층이 코팅된 유리기판을 사용할 수 있다. 광전셀(2)은 광을 흡수하여 전자-정공 쌍(electron-hole pair)을 만들 수 있는 반도체 물질을 포함하는 기존에 태양전지(solar cell)로서 개발 이용되고 있는 것 중 전도성 금속 또는 전도성 유리기판 위에 구성되는 대부분의 것들을 사용할 수 있으며, 예를 들면 실리콘 박막 태양전지, 염료 감응형(dye-sensitized) 태양전지, 칼코겐 화합물 태양전지, Ⅲ-Ⅴ족 화합물 태양전지 또는 유기 반도체 태양전지, 또는 이들의 조합 형태 등을 사용할 수 있다. 보다 구체적인 예로, 반도체 태양전지로는 무정형 실리콘, 마이크로 실리콘, 나노 실리콘 등의 실리콘 박막 태양전지; CdTe(카드뮴 텔루라이드), CIGS(구리 인듐 칼륨 셀레나이드), CIS(구리 인듐 셀레나이드), GaAs(갈륨 아르세나이드) 등의 칼코겐 화합물; PPV(폴리페닐비닐렌), CuPc(Cu-프탈로시아닌), 플러렌 C60, 펜타센(pentacene), P3AT(폴리(3-알킬싸이오펜)), PFO(폴리플루오렌), Alq3(트리스(8-하이드록시퀴놀린)) 등의 고분자 또는 유기화합물; TiO2, SrTiO3, FeTiO3, MnTiO3, BaTiO3, ZrO2, Nb2O5, KTaO, WO3, Fe2O3, ZnO2, SnO2, PbO, Bi2O3 등의 산화물; 상기 산화물에 Ti, Si, Ge, Pb, Sb, Zr, Bi, Mo, Ta, V, N, Cl, F, Br, I 등의 소량 불순물 원소(dopant)가 포함된 도핑된 산화물 등이 포함될 수 있다.
광전셀(2)의 크기는 1 ㎝ × 1 ㎝로부터 1 m× 1 m까지의 범위에서 다양할 수 있으며, 광-대-수소 효율이 최적인 조건에서 적절히 결정될 수 있다. 광전셀의 종류에 따라 생성 전압이 물 분해에 필요한 전위보다 작을 경우 추가적으로 별도의 광전셀을 이용할 수도 있다.
광전셀에서 광 조사에 의해 여기된 전자와 정공은 전극으로 이동해 산화, 환원 반응을 일으켜 각각 산소와 수소를 생성하게 된다. 광전셀로부터 전달된 정공과 전자는 수용액상에 존재하는 OH- 또는 H+와 반응하여 산소와 수소를 발생시키며, 환원전극(5)은 Pt, Pd, Ru, Rh, Ir, CoMo, C(carbon) 등을 사용할 수 있고, 이들의 혼합물도 사용할 수 있으며, 상기 원소로 이루어진 나노구조체 또는 이들이 산화물 나노구조체에 흡착된 형태 등도 사용할 수 있다.
상기 산화전극과 촉매전극 사이에는 이온분리막(4)이 설치되어 H+ 또는 OH-의 선택적 이동을 가능하게 해주며 이로 인해 산소와 수소가 서로 분리된 상태로 발생하게 된다. 상기 분리막의 종류는 수용액 전해질이 산 또는 염기냐에 따라 양이온 또는 음이온 교환수지가 이용될 수 있다.
또한, 상기 수용액 전해질(6)은 통상의 방법에 따라 H+ 또는 OH-의 전도도를 높이기 위해 소정 농도, 예를 들면 0.1 내지 2 M의 NaOH, KOH 또는 H2SO4와 같은 무기 강염기 또는 강산 수용액으로 이루어질 수 있다.
따라서, 본 발명에 따른 광전기화학전지용 산화전극 촉매막, 이의 제조방법 및 이를 이용한 광전기화학전지는 전도성 기판의 일면에 촉매막을 제조하여 광전극-촉매막의 일체형으로 구성할 수 있고, 산화물 나노입자를 전도성 기판에 간단하게 코팅시킬 수 있으며, 저온 열처리로 제조하여 광전극의 물성변화를 일으키지 않고 수소 또는 산소의 발생속도를 향상시키므로, 광전기화학전지용 산화전극 촉매막으로 유용하게 이용할 수 있다.
이하, 본 발명을 하기의 실시예에 의해 더욱 상세히 설명한다. 단, 하기의 실시예는 발명을 예시하는 것일 뿐, 본 발명의 내용이 하기 실시예에 의해 제한되는 것은 아니다.
<실시예 1> 촉매막의 제조 1
TiO2 나노입자 5 g에 20%의 나피온 분산 용액과 프로판올을 1:1:0.5의 중량비로 첨가하고 분산시킨 후 TiO2, 나피온 및 프로판올로 이루어진 혼합물을 페이스트 믹서기에 넣어 1500 rpm의 공전과 자전속도로 30 분 동안 혼합하였다. 상기에서 제조된 TiO2 페이스트를 스테인리스스틸 기판 위에 도포한 후 닥터블레이드법으로 코팅시키고 약 50 ℃에서 5 시간 동안 열처리하여 촉매막을 제조하였다(도 3 참조).
<실시예 2> 촉매막의 제조 2
TiO2 나노입자 3 g에 8%의 폴리비닐리덴 플루오라이드(PVdF) 분산 용액을 1:2.5의 중량비로 첨가하고 분산시킨 후 TiO2, 폴리비닐리덴 플루오라이드로 이루어진 혼합물을 페이스트 믹서기에 넣어 1500 rpm의 공전과 자전속도로 30 분 동안 혼합하였다. 상기에서 제조된 TiO2 페이스트를 스테인리스스틸 기판 위에 도포한 후 닥터블레이드법으로 코팅시키고 약 80 ℃에서 5 시간 동안 열처리하여 촉매막을 제조하였다.
<실시예 3> 촉매막의 제조 3
Co3O4 나노입자 3 g에 20%의 나피온 분산 용액과 프로판올을 1:1:0.2의 중량비로 첨가하고 분산시킨 후 Co3O4, 나피온 및 프로판올로 이루어진 혼합물을 페이스트 믹서기에 넣어 1500 rpm의 공전과 자전속도로 30 분 동안 혼합하였다. 상기에서 제조된 Co3O4 페이스트를 스테인레스스틸 기판 위에 도포한 후 닥터블레이드법으로 코팅시키고 약 80 ℃에서 5 시간 동안 열처리하여 촉매막을 제조하였다(도 4 참조)
<실시예 4> 광전기화학전지의 제조 1
광전기화학전지 전체 틀은 아크릴 소재의 재료를 사용하여 제조하였으며 가운데 일정크기 (1.0 ㎠) 구멍이 있는 세 개의 아크릴 판으로 구성하였다. 세 개의 아크릴 판 사이사이에 상기 실시예 1에서 제조된 TiO2 촉매막을 포함하는 스테인리스스틸 기판과 음이온 교환수지막, 백금으로 이루어진 환원전극을 끼워 넣은 후 볼트 등을 이용하여 접합하여 전지를 구성하였다. 또한 아크릴 판 측면에는 물의 순환이 가능하도록 튜브를 연결할 수 있는 구멍을 만들어 수소와 산소의 발생을 지속적으로 할 수 있도록 구성되어 있다.
<실시예 5> 광전기화학전지의 제조 2
상기 실시예 3에서 제조된 Co3O4 촉매막을 포함하는 산화전극을 사용한 것을 제외하고는, 상기 실시예 4와 동일한 방법으로 광전기화학전지를 제조하였다.
<비교예 1> 촉매막이 존재하지 않는 광전기화학전지의 제조 1
산화전극으로 스테인리스 기판을 사용한 것을 제외하고는, 상기 실시예 4와 동일한 방법으로 광전기화학전지를 제조하였다.
<실험예 1> 촉매막의 성분 및 표면 분석
본 발명에 따른 촉매막의 성분 및 표면을 알아보기 위해, X-선 회절장치(XRD, SHIMADZU, XRD-6000)와 주사전자현미경(SEM, HITACHI, S-4100)으로 분석하고, 그 결과를 도 5, 6, 7 및 8에 나타내었다.
도 5에 나타난 바와 같이, TiO2 촉매막인 실시예 1 및 2는 유사한 2θ값에서 피크가 나타나는 것을 알 수 있고, Co3O4 촉매막인 실시예 3은 실시예 1 및 2와는 다른 피크 모양을 나타내는 것을 알 수 있다.
또한, 도 6, 7 및 8에 나타난 바와 같이, 실시예 1(도 6), 2(도 7) 및 3(도 8)은 전도성 기판의 일면에 균일하게 코팅되어 있는 것을 알 수 있다(도 6, 7 및 8의 각각 a는 b의 확대도이다.)
<실험예 2> TiO2 촉매막을 포함하는 광전기화학전지의 수소 발생량 분석
본 발명에 따른 TiO2 촉매막을 포함하는 산화전극을 이용하여 제조된 광전기화학전지(실시예 4)와 산화전극으로 스테인리스 기판을 이용하여 제조된 광전기화학전지(비교예 1)의 수소 발생 실험을 수행하고, 그 결과를 하기 표 1에 나타내었다.
TiO2 촉매막을 포함하는 산화전극을 이용하여 제조된 광전기화학전지(실시예 4)와 산화전극으로 스테인리스 기판을 이용하여 제조된 광전기화학전지(비교예 1)에서 1M의 수산화나트륨 수용액과 3.0 V의 전압으로 물을 분해시켰으며, 상기 광전기화학전지에서 생산되는 수소의 양을 측정하였다.
| 예 | 3.0V에서 수소 생산속도(㎖/hr) |
| 실시예 4 | 38.5 |
| 비교예 1 | 34.9 |
상기 표 1에 나타난 바와 같이, 실시예 4의 수소발생은 38.5 ㎖/hr로 나타났으며, 비교예 1의 수소발생은 34.9 ㎖/hr로 나타나, 본 발명에 따른 TiO2 촉매막을 포함하는 광전기화학전지에서 더 많은 수소가 발생되는 것을 알 수 있다.
<실험예 3> Co3O4 촉매막을 포함하는 광전기화학전지의 수소 발생량 분석
본 발명에 따른 Co3O4 촉매막을 포함하는 산화전극을 이용하여 제조된 광전기화학전지(실시예 5)와 산화전극으로 스테인리스 기판을 이용하여 제조된 광전기화학전지(비교예 1)의 수소 발생 실험을 수행하고, 그 결과를 하기 표 2에 나타내었다.
Co3O4 촉매막을 포함하는 산화전극을 이용하여 제조된 광전기화학전지(실시예 5)와 산화전극으로 스테인리스 기판을 이용하여 제조된 광전기화학전지(비교예 1)에서 1M의 수산화나트륨 수용액과 3.0 V의 전압으로 물을 분해시켰으며, 상기 광전기화학전지에서 생산되는 수소의 양을 측정하였다.
| 예 | 3.0V에서 수소 생산속도(㎖/hr) |
| 실시예 5 | 39.8 |
| 비교예 1 | 34.9 |
상기 표 2에 나타난 바와 같이, 실시예 5의 수소발생은 39.8 ㎖/hr로 나타났으며, 비교예 1의 수소발생은 34.9 ㎖/hr로 나타나, 본 발명에 따른 Co3O4 촉매막을 포함하는 광전기화학전지에서 더 많은 수소가 발생되는 것을 알 수 있다.
1: 전도성 기판
2: 광전셀
3: 산화전극
4: 이온분리막
5: 환원전극
6: 수용액 전해질
7: 광원
2: 광전셀
3: 산화전극
4: 이온분리막
5: 환원전극
6: 수용액 전해질
7: 광원
Claims (14)
- 산화물 나노입자를 분산시킨 후 페이스트 또는 잉크로 제조하는 단계(단계 1);
상기 단계 1에서 제조된 산화물 나노입자 페이스트 또는 잉크를 일면이 광전극으로 구성된 전도성 기판의 또 다른 일면에 코팅막을 형성시키는 단계(단계 2); 및
상기 단계 2에서 형성된 코팅막을 30 - 100 ℃에서 저온 열처리하는 단계(단계 3)를 포함하는 광전기화학전지용 산화전극 촉매막의 제조방법.
- 제1항에 있어서, 상기 단계 1의 산화물 나노입자는 TiO2, Co3O4, RuO2, IrO2, MnO2로 이루어지는 군으로부터 선택되는 1종 또는 2종 이상의 혼합물인 것을 특징으로 하는 광전기화학전지용 산화전극 촉매막의 제조방법.
- 제1항에 있어서, 상기 단계 1의 페이스트는 페이스트 믹서기에서 1000 - 2000 rpm의 공전과 자전속도로 10 - 60 분 동안 수행하여 제조되는 것을 특징으로 하는 광전기화학전지용 산화전극 촉매막의 제조방법.
- 제1항에 있어서, 상기 단계 1의 잉크는 산화물 나노입자에 대하여 바인더 및 분산제를 1:0.8∼3.0:0.2∼1.0 중량비로 혼합하여 제조되는 것을 특징으로 하는 광전기화학전지용 산화전극 촉매막의 제조방법.
- 제1항에 있어서, 상기 단계 1은 바인더, 또는 바인더 및 분산제를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 광전기화학전지용 산화전극 촉매막의 제조방법.
- 제5항에 있어서, 상기 바인더는 나피온(Nafion) 또는 폴리비닐리덴 플루오라이드(polyvinylidene flouride)이고, 분산제는 알코올, 아민 또는 티올인 것을 특징으로 하는 광전기화학전지용 산화전극 촉매막의 제조방법.
- 제6항에 있어서, 상기 알코올은 터피놀인 것을 특징으로 하는 광전기화학전지용 산화전극 촉매막의 제조방법.
- 제5항에 있어서, 상기 바인더는 산화물 나노입자에 대하여 1:0.8∼3.0의 중량비로 혼합되는 것을 특징으로 하는 광전기화학전지용 산화전극 촉매막의 제조방법.
- 제5항에 있어서, 상기 바인더 및 분산제는 산화물 나노입자에 대하여 1:0.8∼3.0:0.2∼1.0의 중량비로 혼합되는 것을 특징으로 하는 광전기화학전지용 산화전극 촉매막의 제조방법.
- 제1항에 있어서, 상기 단계 2의 전도성 기판은 스테인리스스틸, 티타늄, 니켈 또는 몰리브데늄 중에서 선택되는 것을 특징으로 하는 광전기화학전지용 산화전극 촉매막의 제조방법.
- 제1항에 있어서, 상기 단계 2의 코팅막은 닥터블레이딩법, 스크린 프린팅법, 스프레이법 또는 스핀코팅법에 의해 형성되는 것을 특징으로 하는 광전기화학전지용 산화전극 촉매막의 제조방법.
- 제1항에 있어서, 상기 단계 3의 저온 열처리는 1 - 10 시간 동안 수행되는 것을 특징으로 하는 광전기화학전지용 산화전극 촉매막의 제조방법.
- 산화물 나노입자를 분산시킨 후 페이스트 또는 잉크로 제조하여 일면이 광전극으로 구성된 전도성 기판의 또 다른 일면에 상기 페이스트 또는 잉크로 코팅막을 형성시킨 후 열처리하여 제조되는, 광전기화학전지용 산화전극 촉매막.
- 광전셀/산화전극/이온분리막/환원전극으로 구성되는 광전기화학전지에 있어서, 상기 산화전극은 제13항의 촉매막을 가지는 것을 특징으로 하는 광전기화학전지.
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| KR1020100026294A KR101075876B1 (ko) | 2010-03-24 | 2010-03-24 | 광전기화학전지용 산화전극 촉매막의 제조방법, 이에 따라 제조되는 촉매막 및 이를 이용한 광전기화학전지 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| KR1020100026294A KR101075876B1 (ko) | 2010-03-24 | 2010-03-24 | 광전기화학전지용 산화전극 촉매막의 제조방법, 이에 따라 제조되는 촉매막 및 이를 이용한 광전기화학전지 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| KR20110107112A KR20110107112A (ko) | 2011-09-30 |
| KR101075876B1 true KR101075876B1 (ko) | 2011-10-25 |
Family
ID=45507952
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| KR1020100026294A KR101075876B1 (ko) | 2010-03-24 | 2010-03-24 | 광전기화학전지용 산화전극 촉매막의 제조방법, 이에 따라 제조되는 촉매막 및 이를 이용한 광전기화학전지 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| KR (1) | KR101075876B1 (ko) |
Cited By (3)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| KR20160097548A (ko) | 2015-02-09 | 2016-08-18 | 금오공과대학교 산학협력단 | CdS/CdSe를 양자점 물질로 사용한 계층구조 산화아연 광촉매와 그의 제조방법 |
| US10208384B2 (en) * | 2011-08-11 | 2019-02-19 | Toyota Motor Engineering & Manufacturing North America, Inc. | Efficient water oxidation catalysts and methods of oxygen and hydrogen production by photoelectrolysis |
| KR20230095433A (ko) | 2021-12-22 | 2023-06-29 | 문승환 | 태양에너지를 이용한 수소생산 광전기화학 텅스텐 촉매 |
-
2010
- 2010-03-24 KR KR1020100026294A patent/KR101075876B1/ko not_active IP Right Cessation
Cited By (3)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US10208384B2 (en) * | 2011-08-11 | 2019-02-19 | Toyota Motor Engineering & Manufacturing North America, Inc. | Efficient water oxidation catalysts and methods of oxygen and hydrogen production by photoelectrolysis |
| KR20160097548A (ko) | 2015-02-09 | 2016-08-18 | 금오공과대학교 산학협력단 | CdS/CdSe를 양자점 물질로 사용한 계층구조 산화아연 광촉매와 그의 제조방법 |
| KR20230095433A (ko) | 2021-12-22 | 2023-06-29 | 문승환 | 태양에너지를 이용한 수소생산 광전기화학 텅스텐 촉매 |
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| KR20110107112A (ko) | 2011-09-30 |
Similar Documents
| Publication | Publication Date | Title |
|---|---|---|
| Zheng et al. | Tungsten oxide nanostructures and nanocomposites for photoelectrochemical water splitting | |
| Xiao et al. | Interfacial construction of zero-dimensional/one-dimensional g-C3N4 nanoparticles/TiO2 nanotube arrays with Z-scheme heterostructure for improved photoelectrochemical water splitting | |
| Nasir et al. | New insights into Se/BiVO4 heterostructure for photoelectrochemical water splitting: a combined experimental and DFT study | |
| KR100766701B1 (ko) | 광전셀을 이용한 물 분해 수소 생산 시스템 | |
| Zhang et al. | Novel WO3/Sb2S3 heterojunction photocatalyst based on WO3 of different morphologies for enhanced efficiency in photoelectrochemical water splitting | |
| Yu et al. | Cu2O homojunction solar cells: F-doped N-type thin film and highly improved efficiency | |
| AU2019257470A1 (en) | A Photovoltaic Device | |
| Liu et al. | All inorganic semiconductor nanowire mesh for direct solar water splitting | |
| Xiong et al. | Polyvinylpyrrolidone-assisted hydrothermal synthesis of CuCoO2 nanoplates with enhanced oxygen evolution reaction performance | |
| Myung et al. | Highly conducting, n-type Bi12O15Cl6 nanosheets with superlattice-like structure | |
| Orimolade et al. | Interrogating solar photoelectrocatalysis on an exfoliated graphite–BiVO 4/ZnO composite electrode towards water treatment | |
| Yang et al. | In situ Sn-doped WO 3 films with enhanced photoelectrochemical performance for reducing CO 2 into formic acid | |
| Dong et al. | The synergistic effect of Bi 2 WO 6 nanoplates and Co 3 O 4 cocatalysts for enhanced photoelectrochemical properties | |
| Lu et al. | In situ integration of ReS2/Ni3S2 pn heterostructure for enhanced photoelectrocatalytic performance | |
| EP2831309A1 (de) | Photoelektrochemische zelle, system und verfahren zur lichtgetriebenen erzeugung von wasserstoff und sauerstoff mit einer photoelektrochemischen zelle und verfahren zur herstellung der photoelektrochemischen zelle | |
| Thalluri et al. | Inverted pyramid textured p-silicon covered with Co2P as an efficient and stable solar hydrogen evolution photocathode | |
| Zhang et al. | Noble-metal-free perovskite–BiVO4 tandem device with simple preparation method for unassisted solar water splitting | |
| Ma et al. | Bi 2 MoO 6/BiVO 4 heterojunction electrode with enhanced photoelectrochemical properties | |
| Cho et al. | Self-assembled heteroepitaxial oxide nanocomposite for photoelectrochemical solar water oxidation | |
| Li et al. | Electrodeposition of CdS onto BiVO 4 films with high photoelectrochemical performance | |
| Cai et al. | Decoration of BiVO4 photoanodes with near-infrared quantum dots for boosted photoelectrochemical water oxidation | |
| KR101075876B1 (ko) | 광전기화학전지용 산화전극 촉매막의 제조방법, 이에 따라 제조되는 촉매막 및 이를 이용한 광전기화학전지 | |
| Qiu et al. | Creation of oxygen vacancies to activate 2D BiVO4 photoanode by photoassisted self‐reduction for enhanced solar‐driven water splitting | |
| US9403154B2 (en) | Catalysts and methods of use | |
| Khan et al. | Investigations of photoelectrochemical performance of polycrystalline Bi-doped ZnO thin films |
Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| A201 | Request for examination | ||
| E902 | Notification of reason for refusal | ||
| E601 | Decision to refuse application | ||
| AMND | Amendment | ||
| X701 | Decision to grant (after re-examination) | ||
| GRNT | Written decision to grant | ||
| FPAY | Annual fee payment |
Payment date: 20140930 Year of fee payment: 4 |
|
| FPAY | Annual fee payment |
Payment date: 20151002 Year of fee payment: 5 |
|
| LAPS | Lapse due to unpaid annual fee |