KR101710421B1 - 산화구리 나노막대/산화아연 나노가지로 구성된 광전극과 그 형성방법 - Google Patents
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Abstract
본 발명은 물을 광화학 반응에 의해 산소와 수소로 변환시키는 광전극 물질에 관한 것으로 산화구리(CuO) 나노 막대; 여기에 접속되어 형성된 산화아연(ZnO)나노 가지;를 구비하며 안정성을 높인 전극과 이의 제조방법을 제공하는 것이다.
Description
본 발명은 광화학 반응에 의해 물을 산소와 수소로 변환시키는 광전극 물질에 관한 것이다.
태양에너지를 이용하여 반도체 표면에서 물을 산소와 수소로 변환시키는 것은 장래가 기대되는 에너지 기술이다. 이러한 시스템에서 태양에너지 변환 효율은 광전극 물질에 좌우된다. 이러한 관점에서 산화구리(CuO)는 광전기화학(photoelectrochemical:PEC) 셀의 전극으로 기대되는 후보물질의 하나이다.
광전기화학(photoelectrochemical:PEC) 셀의 효율을 높이기 위해 나노 와이어, 나노 튜브, 나노 막대 등의 나노 구조를 채택하면 표면적/체적 비를 높일 수 있고 반응점을 늘릴 수 있으며 확산거리를 줄일 수 있어 효율이 높아지는 장점이 있다. 그러므로, CuO를 도체 위에 나노막대의 열 형태로 만들면 광전기화학(photoelectrochemical:PEC) 셀의 효율을 높일 수 있다.
X. Jiang 등에 의해 구리 소재를 공기 중에서 고온 산화시켜 CuO 나노막대를 형성하는 법이 발표되었다 [Nano Lett. 2, 1333-8(2002)]. 이 논문에 의하면 높은 밀도의 CuO 나노막대를 생성하기 위한 적정온도는 400 내지 700 ℃ 영역이다. 그러나, 이렇게 고온 산화에 의해 키워진 나노막대는 구리 기판과 산화구리 사이의 격자 부정합에 의해 결합력이 약하다. 또한, 구리 모재에 CuO 나노막대가 형성되기 전 두꺼운 Cu2O 막이 생기는데 Cu/Cu2O 계면에서의 스트레스에 의해 막이 일어나는 단점이 있다.
CuO 나노막대를 형성하는 다른 방법은 도체 위에 구리 나노와이어를 형성하고 이것을 고온 산화시켜 비교적 낮은 온도에서 CuO 혹은 Cu2O를 만드는 것이다. 도체 위에 다공성 형틀을 설치하고 전기도금에 의해 구리 나노막대를 형성하는 방법이 게시되었다[US patent Pub. No. US2009/0316335A1]. 이 발명에서는 구리 박막을 음극으로 사용하고 양극산화된 다공성 산화알미늄 격막을 그 위에 설치한다. 이 다공성 형틀 상부에 분리층으로 셀루로오스 필터 종이를 그리고 양극으로 구리 박막을 설치한다. 이러한 부품들을 견고하게 조립하여 구리가 포함된 전해액에 담그고 전기도금을 위한 펄스형 전류를 흘린다. 이렇게 성장된 구리 나노막대는 리튬이온 전지의 전류수집기로 쓰인다.
CuO로 구성된 광전극은 광전기화학적 상태 하에서 여기된 전자들이 물 속의수소 양성자 대신 CuO를 환원하는 광부식을 받게 되어 장시간 운전을 하면 분해되는 문제가 있다. 따라서 광전기화학적 조건 하에서 CuO 광전극의 안정성을 증가시키기 위해서는 CuO 전극은 안정된 금속산화물 반도체에 의해 보호되어야 한다.
A. Paracchino 등은 CuO 전극에 원자층 증착에 의해 Al:ZnO/TiO2 다층막을 코팅하여 안정성을 높일 수 있다고 보고하였다[Nature Materials 10, 456-461(2011)]. 그러나 이러한 공정의 실행은 복잡하고 경비가 많이 들어 산업적 이용에 적합하지 않다.
따라서, CuO 광전극의 안정성을 값싸고 쉽게 높일 수 있는 방법의 개발이 필요하다.
본 발명의 과제는 상기한 문제점을 해결하기 위한 것으로, 비교적 간단한 공정에 의해 생성될 수 있는 CuO 광전극의 개량형을 만들어 효율적인 태양광 수소 생성기의 전극으로 제공함에 있다.
상기의 과제를 달성하기 위한 본 발명에 따른 광전극은 CuO 나노막대; 그 위에 형성된 ZnO 나노가지로 구성된 복합 나노구조를 형성하며, 이러한 복합 나노구조 광전극를 형성하는 방법과 그 광전극에 대하여 아래에서 보다 상세하게 설명한다.
본 발명의 일 실시예에 따른 광전기화학 전지 광전극의 제조방법은, 도전성 기재 상에 다수의 산화구리 나노막대가 열을 지어 위치하는 산화구리 기재를 준비하는 산화구리마련단계; 금속산화물 나노가지 형성을 위한 씨앗들을 상기 산화구리 나노막대의 표면에 형성하여 씨앗형성 나노막대를 제조하는 씨앗제조단계; 그리고 열유체(hydrothermal) 반응을 통하여 상기 씨앗형성 나노막대의 씨앗으로부터 금속산화물 나노가지를 성장시켜, 광전극을 제조하는 가지형성단계;를 포함한다.
상기 산화구리마련단계는 도전성 기재 상에 다수의 구리 나노막대가 열을 지어 위치하는 구리증착기재를 제조하는 구리나노막대 제조단계; 상기 구리증착기재의 구리를 250 내지 310 ℃ 의 산화온도에서 90분 내지 150분 동안 산화시켜 도전성 기재 상에 다수의 산화구리 나노막대가 열을 지어 위치하는 산화구리기재를 얻는 구리산화단계;를 포함한다.
상기 씨앗제조단계는 씨앗전구체 용액을 이용하여 상기 산화구리 나노막대의 표면에 씨앗전구체층을 형성하는 씨앗전구체층 형성과정; 및 상기 씨앗전구체층이 형성된 산화구리 나노막대를 80 내지 120 ℃의 씨앗형성온도에서 5 내지 15분간의 씨앗형성시간 동안 열처리하여 상기 씨앗형성 나노막대를 제조하는 씨앗형성과정;을 포함할 수 있다.
상기 광전극 물질에 포함되는 상기 산화구리 나노막대는 평균 직경이 400 내지 600 nm, 길이가 3 내지 8 um이고, 상기 산화구리 나노막대의 표면에 위치하는 상기 나노가지는 평균 직경이 50 내지 120 nm이고 길이가 200 내지 300 nm인 것ㅇ리 수 있다.
상기 산화구리마련단계는 도전성 기재 상에 다수의 구리 나노막대가 열을 지어 위치하는 구리증착기재를 제조하는 구리나노막대 제조단계; 상기 구리증착기재의 구리를 250 내지 310 ℃ 의 산화온도에서 90분 내지 150분 동안 산화시켜 도전성 기재 상에 다수의 산화구리 나노막대가 열을 지어 위치하는 산화구리기재를 얻는 구리산화단계;를 포함한다.
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상기 광전극 물질에 포함되는 상기 산화구리 나노막대는 평균 직경이 400 내지 600 nm, 길이가 3 내지 8 um이고, 상기 산화구리 나노막대의 표면에 위치하는 상기 나노가지는 평균 직경이 50 내지 120 nm이고 길이가 200 내지 300 nm인 것ㅇ리 수 있다.
상기 광전극은 산화구리 나노막대형 광전극으로, 도전성 기재 상에 열을 지어 위치하는 산화구리 나노막대;와 그 표면에 접속되도록 형성된 다수의 금속산화물 나노가지를 포함하는 부식방지층;을 포함한다.
상기 산화구리 기재는, 도전성 기재 상에 다수의 구리 나노막대가 열을 지어 위치하는 구리증착기재를 제조하는 구리나노막대 제조단계; 그리고 상기 구리증착기재의 구리를 산화시켜 도전성 기재 상에 다수의 산화구리 나노막대가 열을 지어 위치하는 산화구리기재를 얻는 구리산화단계;를 포함하는 과정으로 제조되는 것일 수 있다.
상기 구리산화단계에서 산화는, 250 내지 310 ℃의 산화온도에서 비교적 짧은 시간인 90분 내지 150분 동안 진행되는 것일 수 있고, 280 내지 300 ℃의 산화온도에서 100 내지 140분 동안 진행되는 것일 수 있다.
상기 구리산화단계의 산화에 의하여 금속 구리 나노막대는 산화구리(CuO) 나노막대의 형태로 변화되며, 기존의 방법과 비교하여 상대적으로 낮은 온도에서 짧은 시간 동안 반응을 진행된다. 본 발명의 구리산화단계는 산화 반응이 낮은 온도에서 짧은 시간 안에 진행되므로, 계면에서의 Cu2O 형성이 제한된다는 장점을 가진다. 따라서, 이러한 방법으로 구리산화단계를 진행하는 경우, Cu/CuO 계면의 스트레스가 감소하여 CuO층의 Cu 모재에 대한 접착력이 증가될 수 있다.
상기 산화구리 기재는, 도전성 기재의 일면에 다공성 박막을 위치시키고, 분리막과 상대전극을 조립하여 마련된 조립체를 구리이온이 포함된 전해질 용액 하에서 전기화학적 증착을 수행하여 구리가 증착된 조립체를 얻는 구리증착단계; 상기 구리가 증착된 조립체의 다공성 박막을 제거하여 도전성 기재 상에 다수의 구리 나노막대가 열을 지어 위치하는 구리증착기재를 얻는 구리나노막대 제조단계; 그리고 상기 구리증착기재의 구리를 산화시켜 도전성 기재 상에 다수의 산화구리 나노막대가 열을 지어 위치하는 산화구리기재를 얻는 구리산화단계;를 포함하는 과정으로 제조되는 것일 수 있다.
상기 구리증착단계에서 적용하는 전해액은 전기화학적 증착 반응시 조립체의 다공성박막 내에 구리를 증착할 수 있도록 하는 구리 이온을 포함하는 전해액이 적용될 수 있고, 예를 들어, CuSO4 또는 이의 수화물과 H2SO4를 1: 0.5 내지 2 중량비로 포함하는 전해액이 적용될 수 있다. 상기 증착 시 인가되는 직류전압이 -0.5 내지 1 V일 수 있다.
상기 구리 나노막대 제조단계는, 위에서 구리증착 시 나노막대형으로 금속구리가 증착될 수 있도록 제공된 다공성 형틀을 제거하는 과정을 포함한다.
이렇게 제조된 구리 나노막대들은 구리 모재로부터 대략 수직으로 자라난 것과 같은 형태를 가지며, 위의 전기증착의 시간을 조절하는 것에 의하여 이 구리 나노막대의 길이가 다소 짧거나 길게 형성되도록 조절될 수 있다.
상기 씨앗제조단계는, 씨앗전구체 용액을 이용하여 상기 산화구리 나노막대의 표면에 씨앗전구체층을 형성하는 씨앗전구체층 형성과정; 및 상기 씨앗전구체층이 형성된 산화구리 나노막대를 열처리하여 상기 씨앗형성 나노막대를 제조하는 씨앗형성과정;을 포함할 수 있다.
씨앗전구체 용액은 상기 산화구리 나노막대의 표면에 씨앗들을 형성하기 위한 씨앗전구체층을 형성하기 위하여 적용되며, 금속전구체 용액이 상기 씨앗전구체 용액으로 적용될 수 있다. 예를 들어, 씨앗으로 ZnO를 적용하고자 한다면, 수산화 아연[Zinc acetate: (Zn(O2CCH3)2]을 에탄올 용매에 용해한 용액이 위의 씨앗전구체 용액으로 적용될 수 있다.
상기 씨앗전구체층의 형성은 담금도금(dip coating)과 같은 방법에 의해 형성될 수 있고, 씨앗전구체 용액에 상기 산화구리 나노막대가 형성된 기재를 담구어 코팅하고 이를 건조하는 과정을 반복하여 진행될 수 있으나, 씨앗전구체층을 형성할 수 있는 방법이라며 통상의 적용될 수 있고 그 방법이 도금도금 방법으로 한정되는 것은 아니다.
상기 씨앗형성과정의 열처리는, 상기 씨앗전구체층에 포함된 씨앗 전구체들을 이후 반응에서 열유체반응, 즉 수열반응에 의하여 금속산화물 나노가지로 성장하기 위한 시드의 역할을 하는 씨앗을 형성하는 과정으로, 80 내지 120 ℃의 씨앗형성온도에서 5 내지 15분간의 씨앗형성시간 동안 열처리를 하는 방법으로 진행될 수 있고, 90 내지 110 ℃의 씨앗형성온도에서 7 내지 13분간의 씨앗형성시간 동안 열처리하는 방법으로 진행될 수 있다. 이러한 온도와 시간의 범위로 상기 열처리를 진행하면 씨앗 형성 과정이 효율적으로 진행될 수 있다.
상기 씨앗제조단계에서 형성된 씨앗의 밀도는, 이후 반응에서 금속산화물 나노가지의 밀도를 조절할 수 있는 요소가 되며, 상기 씨앗의 밀도는 위에서 적용하는 씨앗전구체 용액의 농도와 씨앗형성시간에 의해서 조절될 수 있다.
상기 씨앗은 상기 산화구리 나노막대의 표면에 형성되며 서로 이웃하는 씨앗들 사이의 거리가 일정한 등방형 씨앗으로 형성될 수 있다. 이렇게 등방형 씨앗이 형성되면 이후 과정에서 형성되는 금속산화물 나노가지가 구리산화물 줄기(나노막대) 전체에 균일하게 자라나게 할 수 있다.
상기 가지형성단계는 열유체 반응으로 진행되며, 열유체 반응을 적용하여 상기 가지형성단계를 진행하는 경우, 광전극으로 이용시 산화구리의 침식방지역할을 할 수 있는 금속산화물을 비교적 적용이 간단한 열화학 반응을 적용하여 간이하게 제조할 수 있고 넓은 면적에도 그 적용이 용이하다.
상기 가지형성단계는, 나노가지 성장을 위한 금속산화물 전구체 용액 내에 상기 씨앗형성 나노막대들을 위치시킨 가지형성온도와 가지형성시간 동안 열수반응을 진행하는 방법으로 진행될 수 있다.
상기 금속산화물은 TiO2, Sn2O, CoO, NiO, ZnO 및 이들의 조합으로 이루어진 군에서 선택된 어느 하나일 수 있고, 좋게는 ZnO일 수 있다.
상기 금속산화물 전구체 용액은, 상기 나노가지를 ZnO으로 형성하고자 하는 경우, 예를 들어 Zn(NO3)2와 (CH2)6N4가 1: 0.5 내지 1.5 몰비로 포함된 수용액이 사용될 수 있다.
상기 가지형성온도는, 70 내지 150 ℃일 수 있고, 80 내지 120 ℃일 수 있으며, 이러한 온도의 범위에서 상기 나노가지가 잘 형성될 수 있다. 또한, 상기 가지형성시간는 성장시키고자 하는 나노가지의 길이에 따라 적용하는 시간이 조절될 수 있고, 구체적으로 2 내지 10 시간이 적용될 수 있고, 좋게는 4 내지 6 시간이 적용될 수 있다. 예를 들어 평균 220 내지 270 nm 정도 길이의 나노가지를 형성하고자 하는 경우 5시간 동안 열수반응을 진행할 수 있다.
본 발명의 다른 일 실시예에 따른 광전극은, 도전성 기재; 상기 도전성 기재상에 열을 지어 위치하는 다수의 산화구리 나노막대; 및 상기 산화구리 나노막대의 표면에 접속되어 형성된 다수의 금속산화물 나노가지를 포함하는 부식방지층;를 포함한다. 상기 광전극은 태양에너지를 이용하여 반도체 표면에서 물을 산소와 수소로 변환시키는 광전기화학 전지의 광전극 물질을 포함하는, 광전기화학 전지의 광전극이다.
상기 광전극과 이에 포함되는, 도전성 기재, 상기 산화구리 나노막대, 상기 금속산화물 나노가지와 부식방지층 등에 대한 설명은 위에서 설명한 내용과 중복되므로 그 기재를 생략한다.
상기 광전극은, 평균 직경이 400 내지 600 nm이고 길이가 3 내지 8 um인 산화구리 나노막대의 표면에 평균 직경이 50 내지 120 nm인 나노가지가 200 내지 300 nm의 길이로 형성된 것일 수 있고, 상기 산화구리 나노막대(줄기)의 표면 전체에 균일하게 형성된 등방형 나노가지를 가지는 것일 수 있다.
상기 금속산화물 TiO2, Sn2O, CoO, NiO, ZnO 및 이들의 조합으로 이루어진 군에서 선택된 어느 하나일 수 있다.
이러한 광전극은 산화구리 나노막대 광전극과 비교하여 광전극 안정성이 월등하게 향상되어서 90%에 달하는 광전극 안정성을 가질 수 있다.
본 발명은 광화학 반응에 의해 물을 분해하여 수소를 생산하는 분야에 적용이 가능하다.
본 발명에 따르면, CuO 나노막대/ZnO 나노가지 복합 구조는 ZnO 나노가지가 CuO 광전극을 효과적으로 보호하여 그 안정성을 높일 수 있다. 따라서 수소 생산을 위해 CuO를 광전극으로 사용함에 있어 그 수명을 늘일 수 있게 된다. 또한 본 발명에 따른 CuO/ZnO 복합 나노구조의 형성방법은 간단하며 경제적인 광전극 제조를 가능하게 한다.
도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 구리모재 기판에 구리 나노막대 열을 전기증착의 방법으로 형성하기 위한 구조를 나타내는 개요도.
도 2는 본 발명의 일 실시예에 따른 구리 모재 위에 구리나노막대열을 만드는 장치의 개요도.
도 3은 본 발명의 일 실시예에 따른 CuO 나노막대/ZnO 나노가지 형성의 순차도.
도 4는 본 발명의 일 실시예에 따라 기재 상에 형성된 Cu 나노막대의 전자현미경 사진.
도 5는 본 발명의 일 실시예에 따라 기재 상에 형성된 Cu 나노막대의 고온산화된 상태(CuO)의 전자현미경 사진.
도 6은 본 발명의 일 실시예에 따라 기재 상에 형성된 Cu 나노막대에 ZnO 나노가지가 자란 상태의 전자현미경 사진.
도 7은 본 발명의 일 실시예에 따라 제조된 Cu 나노막대(아래), CuO 나노막대(중간), CuO 나노막대/ZnO 나노가지(위)의 X선 회절분석 결과.
도 8은 본 발명의 일 실시예에 따라 제조된 CuO 나노막대, CuO 나노막대/ZnO 나노가지 전극의 linear sweep voltammetry 결과.
도 9는 본 발명의 일 실시예에 따라 제조된 CuO 나노막대/ZnO 나노가지 전극의 chronoamperemetry 결과.
도 2는 본 발명의 일 실시예에 따른 구리 모재 위에 구리나노막대열을 만드는 장치의 개요도.
도 3은 본 발명의 일 실시예에 따른 CuO 나노막대/ZnO 나노가지 형성의 순차도.
도 4는 본 발명의 일 실시예에 따라 기재 상에 형성된 Cu 나노막대의 전자현미경 사진.
도 5는 본 발명의 일 실시예에 따라 기재 상에 형성된 Cu 나노막대의 고온산화된 상태(CuO)의 전자현미경 사진.
도 6은 본 발명의 일 실시예에 따라 기재 상에 형성된 Cu 나노막대에 ZnO 나노가지가 자란 상태의 전자현미경 사진.
도 7은 본 발명의 일 실시예에 따라 제조된 Cu 나노막대(아래), CuO 나노막대(중간), CuO 나노막대/ZnO 나노가지(위)의 X선 회절분석 결과.
도 8은 본 발명의 일 실시예에 따라 제조된 CuO 나노막대, CuO 나노막대/ZnO 나노가지 전극의 linear sweep voltammetry 결과.
도 9는 본 발명의 일 실시예에 따라 제조된 CuO 나노막대/ZnO 나노가지 전극의 chronoamperemetry 결과.
이하, 본 발명이 속하는 기술 분야에서 통상의 지식을 가진 자가 용이하게 실시할 수 있도록 본 발명의 실시예에 대하여 첨부한 도면을 참고로 하여 상세히 설명한다. 그러나 본 발명은 여러 가지 상이한 형태로 구현될 수 있으며 여기에서 설명하는 실시예에 한정되지 않는다.
도 1과 도 2는 각각 본 발명의 일 실시예에 따른 모재 기판(도전성 기재)에 구리 나노막대 열을 형성하는 개요와 전기화학적으로 구리 나노막대 열을 형성하는 장치를 나타냈다. 도 1과 같이, 전기증착을 이용해 모재 기판 상에 구리 나노막대 열을 형성하기 위하여, 구리와 같이 도체인 모재(4); 다공성박막(3); 분리막(2); 상대전극(1)이 도 1과 같이 조립되어, 도 2와 같은 장치에 배치된다.
이때, 도체인 모재는 구리 등이 적용될 수 있고, 그 표면이 매끄럽게 연마된 후 적용될 수 있다. 예를 들어, 상기 모재 기판(도전성 기재)는 #1,200, #2,000, #5,000 사포로 차례로 기계적으로 연마된 후, 최종적으로 1μm 직경의 알루미나 분말로 거울면과 같이 연마되어 적용될 수 있다. 이러한 연마과정은 모재와 다공성 박막의 긴밀한 접촉을 위해 필요한 과정이다.
다공성박막으로는, 예를 들어 폴리카보네이트 필터 등가 적용될 수 있다.
도 2와 같이, 아크릴 등 부도체이며 화학적으로 안정된 물질로 만들어진 지지판(5) 사이에 위에서 설명한 구리 나노막대 열을 형성하기 위한 구조가 배치되고 조립체는 볼트와 너트(9)에 의해 단단하게 고정된다.
고정된 전체 조립체는 구리이온이 포함된 전해질이 담긴 비이커(8)에 담긴다. 양극리드선(6)과 음극리드선(7)에 의해 구리모재와 상대전극은 각각 직류전원의 양극, 음극 터미널에 연결되고 -0.5 내지 1 V의 전압을 인가하여 전기화학적 증착과정을 수행한다. 이때, 구리 이온을 포함하는 전해액은 예를 들어 CuSO4xH2O를 125 g/L, H2SO4 100 g/L로 구성된 것일 수 있으나 이에 한정되는 것은 아니다.
전기화학적 증착과정 진행 후에 조립체는 해체되고, 다공성의 폴리카보네이트 필터와 같은 다공성 막은 디클로로메테인(dichloromethane)과 같은 적당한 용액에 의하여 용해하여 구리 등 도체 기재 위에 형성된 구리 나노막대 열을 얻는다. 이렇게 형성된 구리 나노막대 열의 개념도는 도 3의 A와 같이 구리모재(4) 위에 구리 나노막대(11)가 열을 지어 형성된 형태를 가진다.
이렇게 제조된 구리나노막대/구리모재 샘플은 고온로 내에서 대기 환경 아래 300 ℃에서 산화되어 산화구리(CuO)/구리모재(Cu)가 된다. 도 3의 B는 구리모재(4) 위의 산화구리 나노막대(13)가 형성된 상태이며, 산화과정에서 통상 구리기판(4) 위에 얇은 산화구리의 막(14)가 형성될 수 있다.
다음으로 도 3의 C와 같이 CuO 나노막대 표면에 ZnO 등 가지를 형성할 재료의 씨앗 층이 담금코팅(dip coating) 방법에 의해 형성된다. 씨앗 형성을 위한 용액은, 예를 들어 0.1 mM의 zinc acetate(Zn(O2CCH3)2)를 에탄올에 녹인 것이 적용될 수 있다. CuO 나노막대 열과 기재 전체를 용액에 담갔다 꺼낸 후 실온에서 건조하는 방식으로 씨앗 형성이 이루어질 수 있다. 이런 과정을 약 9회 반복하여 최종적으로 100 ℃ 열판에서 10 분간 구우면, 도 3의 C와 같이 금속산화물 가지의 씨앗(15)이 부착된 CuO 나노막대(13)을 얻을 수 있다.
씨앗들이 CuO 나노막대 상에 형성된 후, 열수반응(hydrothermal reaction)에 의해 씨앗으로부터 ZnO와 같은 금속산화물 나노가지를 성장시킨다. 열수반응은 다음 과정은, 예를 들어, 90 ℃로 유지되는 Zn(NO3)2와 (CH2)6N4를 각각 0.25 mM 농도로 포함하는 용액에 약 2시간 동안 담그는 방식으로 진행될 수 있다.
이러한 과정으로 제조되는, 기재 상에 열을 지어 형성된 Cu 나노막대, Cu 나노막대의 고온산화된 상태(CuO), 그리고 기재 상에 형성된 Cu 나노막대에 ZnO 나노가지가 자란 상태의 전계방출 주사전자현미경(Field emission scanning electron microscope:FE-SEM) 사진을 각각 도 4 내지 도 6에 나타내었다.
도 4를 참조하면, 전자현미경 단면 사진으로부터 약 5 μm 길이의 구리 나노막대들이 구리 모재로 부터 모재에 수직으로 자란 것을 알 수 있었다. 구리 나노막대의 길이는 전기 증착 시간에 의해 조절될 수 있다.
도 5를 참조하면, 고온 산화 이후의 CuO 나노막대에 대한 FE-SEM 사진으로부터 CuO 나노막대의 직경은 470 nm 정도까지 커지고 표면이 거칠어졌다는 점을 확인할 수 있었다.
도 6을 참조하면, CuO 나노막대 위에 열수반응에 의해 ZnO 나노가지가 자란 모습을 보이는 FE-SEM 사진으로 확인할 수 있다. 이때, ZnO 나노가지의 직경은 평균 80 nm 정도이고 길이는 평균 250 nm 정도로 나타났다. 도 6에 삽입된 사진은 개별 나노막대의 중심 CuO와 외곽의 ZnO나노가지 구조를 설명한다. ZnO 등과 같은 금속산화물의 나노가지는 CuO 나노막대 줄기 전체에 균일하게 자라는데, 이것은 ZnO 씨앗 층의 등방 증착에 기인한다.
ZnO 등 금속산화물의 나노가지의 길이도 열수반응의 시간에 의해 조절될 수 있고, ZnO 등 금속산화물의 나노가지 밀도는 씨앗형성 용액의 농도와 씨앗 형성 시간에 의해 조절될 수 있다.
도 7은 Cu 나노막대(아래), CuO 나노막대(중간), CuO 나노막대/ZnO 나노가지(위)의 X선 회절분석 결과이다.
도 7을 참조하면, 모재로 쓰인 구리판의 XRD 결과는 43.4°, 50.3°, 74°에 뾰족한 2θ회절피크가 보이는데 이것은 각각 구리의 (111), (200), (220) 격자정수에 해당한다.
CuO 나노막대 전극은 각각 (-111), (111), (103) 격자정수에 해당하는 35.5°, 38.6°, 60.94°에 피크가 나타난다. 또한, Cu2O의 (111), (200)에 해당하는 피크도 보인다. 이것은 CuO 층 밑에 있는 Cu2O층의 침투효과에 의한 것으로 보인다.
그 밖에 CuO/ZnO나노전극의 (100), (002), (102)에 해당하는 반사피크들이 31.66°, 34.32°, 47.46°에 보이는데 육방정계 ZnO에 기인하는 이 피크들은 CuO/ZnO 전극 위에 CuO와 ZnO가 존재함을 뜻한다.
CuO와 CUO/ZnO 광전극의 광촉매 특성이 간헐적 조명 하에서의 광전류 발생의 측정에 의해 조사되었다. 전기화학적 광전류의 측정은 Autolab PGSTAT302N 3전극 전위계를 사용하고 백금 상대 전극과 포화된 Ag/AgCl 참조전극을 0.1 M KOH 전해액에 넣어 수행되었고, 도 8에 CuO 나노막대와 CuO/ZnO 나노구조 광전극의 광전류-전위 관계를 나타냈다.
도 8을 참조하면, CuO 나노막대와 CuO/ZnO 나노구조 광전극의 두 가지 전극 모두 음의 전압에서 전형적인 음극 광전류 반응을 보이며, 이는 전극들의 p형 전도성을 나타낸다. CuO나노막대 전극과 CuO/ZnO 나노구조 전극에서 최대 광전류 밀도는 -0.5 V(Ag/AgCl 전극에 대해) 전압에서 각기 -1.4 mA/cm2과 -0.9 mA/cm2 로 나타났다.
ZnO 나노가지의 부식방지 효과가 Ag/AgCl 전극에 대해 -0.5 V로 고정된 전압하에서 20 분간 광전류의 시간변화를 관찰함으로써 평가되었고, 그 결과를 도 9에 나타내었다. CuO와 CuO/ZnO 나노가지 전극의 시간에 따른 전류변화를 확인할 수 있는데, 조명은 안정성 측정 동안 10초 간격으로 점멸되었다.
도 9를 참조하면, CuO 나노막대 전극의 광전류는 수 분 후 급히 감소하기 시작하여 측정이 끝날 때까지 계속 감소하였다. 반면 CuO/ZnO 나노복합구조 전극은 같은 측정조건에서 훨씬 우수한 안정성을 보였다.
전극의 안정성은 측정 끝 시각의 광전류와 측정 초반의 광전류의 비로 평가되었는데, CuO 전극의 안정성은 20 %로 나타났고, CuO/ZnO 나노복합구조 전극의 안정성은 90 %로 나타났다. 이는, CuO나노막대 형 전극에 대해 보고된 안정성 가운데 가장 높은 값이다.
이상에서 본 발명의 바람직한 실시예에 대하여 상세하게 설명하였지만 본 발명의 권리범위는 이에 한정되는 것은 아니고 다음의 청구범위에서 정의하고 있는 본 발명의 기본 개념을 이용한 당업자의 여러 변형 및 개량 형태 또한 본 발명의 권리범위에 속하는 것이다.
1..상대전극 2..분리막
3..다공성 막 4..구리 모재
5..지지판 6..양극리드선
7..음극리드선 8..비이커
9..볼트와너트 11..구리 나노막대
13..산화구리 나노막대 14..얇은 산화구리 막
15..산화아연 나노가지 씨앗 16..산화아연 나노가지
3..다공성 막 4..구리 모재
5..지지판 6..양극리드선
7..음극리드선 8..비이커
9..볼트와너트 11..구리 나노막대
13..산화구리 나노막대 14..얇은 산화구리 막
15..산화아연 나노가지 씨앗 16..산화아연 나노가지
Claims (6)
- 도전성 기재 상에 다수의 구리 나노막대가 열을 지어 위치하는 구리증착기재를 제조하는 구리나노막대 제조단계; 상기 구리증착기재의 구리를 250 내지 310 ℃ 의 산화온도에서 90분 내지 150분 동안 산화시켜 도전성 기재 상에 다수의 산화구리 나노막대가 열을 지어 위치하는 산화구리기재를 얻는 구리산화단계;를 포함하는 산화구리마련단계;
금속산화물 나노가지 형성을 위한 씨앗들을 상기 산화구리 나노막대의 표면에 형성하여 씨앗형성 나노막대를 제조하는 씨앗제조단계; 그리고
열유체(hydrothermal) 반응을 통하여 상기 씨앗형성 나노막대의 씨앗으로부터 금속산화물 나노가지를 성장시켜 형성되는 다수의 금속산화물 나노가지를 포함하는 부식방지층;을 제조하는 가지형성단계;를 포함하여,
상기 도전성 기재 상에 열을 지어 위치하는 산화구리 나노막대;와 그 표면에 접속되도록 형성된 상기 다수의 금속산화물 나노가지를 포함하는 부식방지층을 포함하도록 제조되는 광전극 물질을 포함하는, 광전기화학 전지 광전극의 제조방법. - 제1항에 있어서, 상기 씨앗제조단계는
씨앗전구체 용액을 이용하여 상기 산화구리 나노막대의 표면에 씨앗전구체층을 형성하는 씨앗전구체층 형성과정; 및
상기 씨앗전구체층이 형성된 산화구리 나노막대를 80 내지 120 ℃의 씨앗형성온도에서 5 내지 15분간의 씨앗형성시간 동안 열처리하여 상기 씨앗형성 나노막대를 제조하는 씨앗형성과정;을 포함하는, 광전기화학 전지 광전극의 제조방법. - 제1항에 있어서,
상기 광전극 물질에 포함되는 상기 산화구리 나노막대는 평균 직경이 400 내지 600 nm, 길이가 3 내지 8 um이고, 상기 산화구리 나노막대의 표면에 위치하는 상기 나노가지는 평균 직경이 50 내지 120 nm이고 길이가 200 내지 300 nm인, 광전기화학 전지 광전극의 제조방법. - 제1항에 있어서,
상기 금속산화물은 TiO2, Sn2O, CoO, NiO, ZnO 및 이들의 조합으로 이루어진 군에서 선택된 어느 하나인, 광전기화학 전지 광전극의 제조방법. - 도전성 기재;
상기 도전성 기재상에 열을 지어 위치하는 다수의 산화구리 나노막대; 및
상기 산화구리 나노막대의 표면에 접속되어 형성된 다수의 금속산화물 나노가지를 포함하는 부식방지층;를 포함하는, 태양에너지를 이용하여 반도체 표면에서 물을 산소와 수소로 변환시키는 광전기화학 전지의 광전극 물질을 포함하는, 광전기화학 전지 광전극. - 제5항에 있어서,
상기 광전극 물질에 포함되는 상기 산화구리 나노막대는 평균 직경이 400 내지 600 nm, 길이가 3 내지 8 um이고, 상기 산화구리 나노막대의 표면에 위치하는 상기 나노가지는 평균 직경이 50 내지 120 nm이고 길이가 200 내지 300 nm인며, 상기 금속산화물은 TiO2, Sn2O, CoO, NiO, ZnO 및 이들의 조합으로 이루어진 군에서 선택된 어느 하나인, 광전기화학 전지 광전극.
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| KR (1) | KR101710421B1 (ko) |
Cited By (3)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN107393977A (zh) * | 2017-08-09 | 2017-11-24 | 西安交通大学 | 一种超宽带减反膜及其制备方法 |
| KR101858933B1 (ko) * | 2017-12-29 | 2018-05-17 | 서울대학교산학협력단 | 이종 금속 나노와이어 전극 및 이의 제조방법 |
| KR102544273B1 (ko) * | 2021-12-30 | 2023-06-19 | 전남대학교산학협력단 | 버섯 형상의 구조를 갖는 광전기화학적 수소발생용 전극 및 이의 제조방법 |
Citations (3)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2008135417A (ja) * | 2005-11-15 | 2008-06-12 | Mitsubishi Materials Corp | 太陽電池の電極の形成方法及び該形成方法により得られた電極を用いた太陽電池 |
| US20090316335A1 (en) * | 2005-05-18 | 2009-12-24 | Patrice Simon | Method for the Electrolytic Production of Self-Supporting Conductive Nanocomposite Elements |
| JP2012248537A (ja) * | 2011-05-30 | 2012-12-13 | Samsung Sdi Co Ltd | 光電極構造体及びその製造方法 |
-
2015
- 2015-09-25 KR KR1020150136608A patent/KR101710421B1/ko active IP Right Grant
Patent Citations (3)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US20090316335A1 (en) * | 2005-05-18 | 2009-12-24 | Patrice Simon | Method for the Electrolytic Production of Self-Supporting Conductive Nanocomposite Elements |
| JP2008135417A (ja) * | 2005-11-15 | 2008-06-12 | Mitsubishi Materials Corp | 太陽電池の電極の形成方法及び該形成方法により得られた電極を用いた太陽電池 |
| JP2012248537A (ja) * | 2011-05-30 | 2012-12-13 | Samsung Sdi Co Ltd | 光電極構造体及びその製造方法 |
Cited By (3)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN107393977A (zh) * | 2017-08-09 | 2017-11-24 | 西安交通大学 | 一种超宽带减反膜及其制备方法 |
| KR101858933B1 (ko) * | 2017-12-29 | 2018-05-17 | 서울대학교산학협력단 | 이종 금속 나노와이어 전극 및 이의 제조방법 |
| KR102544273B1 (ko) * | 2021-12-30 | 2023-06-19 | 전남대학교산학협력단 | 버섯 형상의 구조를 갖는 광전기화학적 수소발생용 전극 및 이의 제조방법 |
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