KR102068733B1 - Method and apparatus for measuring activity of photoelectrochemical catalyst - Google Patents

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Abstract

본 발명은 광전자화학 촉매의 활성도를 측정하는 광전자화학 촉매 활성도 측정 방법에 관한 것이다. 본 발명의 일 실시 예에 따른 광전자화학 촉매 활성도 측정 방법은, 광음극을 포함하는 광전극 부재에 빛을 조사하고, 상기 빛의 상기 광전극 부재에 도달한 도달 위치를 변경하면서 상기 광전극 부재의 광전류를 측정한다.The present invention relates to a photoelectrochemical catalyst activity measuring method for measuring the activity of a photoelectrochemical catalyst. The photoelectrochemical catalytic activity measuring method according to an embodiment of the present invention, irradiating light to a photoelectrode member including a photocathode, and changing the arrival position of the light reaching the photoelectrode member of the photoelectrode member Measure the photocurrent.

Description

광전자화학 촉매 활성도 측정 방법 및 장치{METHOD AND APPARATUS FOR MEASURING ACTIVITY OF PHOTOELECTROCHEMICAL CATALYST}METHOD AND APPARATUS FOR MEASURING ACTIVITY OF PHOTOELECTROCHEMICAL CATALYST}

본 발명은 광전자화학 촉매의 활성도를 측정하는 방법 및 장치에 관한 것이다.The present invention relates to a method and apparatus for measuring the activity of a photoelectrochemical catalyst.

광전지화학셀을 이용하여 태양에너지로부터 수소 에너지를 생산하는 신재생 에너지 기술에 대한 관심이 활발하게 증가하고 있다. 이 때, 수소 생성반응이 진행하는데 필요한 활성화 에너지를 낮추기 위해 고효율, 저비용의 촉매를 개발하는 것이 매우 중요하다. 그러므로 촉매 물질의 종류, 구조, 표면 상태 등에 따른 촉매 활성도의 변화를 정성 및 정량적으로 분석하고, 이를 토대로 최적화된 촉매를 디자인하는 것이 요구된다.There is an increasing interest in renewable energy technologies that produce hydrogen energy from solar energy using photovoltaic cells. At this time, it is very important to develop a high efficiency, low cost catalyst in order to lower the activation energy required for the hydrogen production reaction to proceed. Therefore, it is required to qualitatively and quantitatively analyze the change in catalyst activity according to the type, structure, surface state, etc. of the catalyst material, and design an optimized catalyst based on this.

고효율 촉매 개발을 위한 기존의 화학적 합성과 대면적 측정 방법은 촉매 활성도를 연구함에 있어 상기의 다양한 변수들이 상호적인 영향을 미치기 때문에, 개별 촉매 물질, 구조, 표면 상태, 활성 사이트 및 농도 등에 의한 효과를 독립적으로 측정하여 분석하는 것이 용이하지 않다.Conventional chemical synthesis and large-area measurement methods for the development of high-efficiency catalysts have various effects on the catalytic activity, so the effects of individual catalyst materials, structures, surface conditions, active sites and concentrations can be affected. It is not easy to measure and analyze independently.

본 발명은 촉매의 종류, 구조, 표면 상태, 활성 사이트 및 농도 등에 의한 활성도를 측정할 수 있는 방법 및 장치를 제공하기 위한 것이다.The present invention is to provide a method and apparatus capable of measuring the activity by the type, structure, surface state, active site and concentration of the catalyst.

본 발명이 해결하고자 하는 과제는 여기에 제한되지 않으며, 언급되지 않은 또 다른 과제들은 아래의 기재로부터 당업자에게 명확하게 이해될 수 있을 것이다.The problem to be solved by the present invention is not limited thereto, and other problems not mentioned will be clearly understood by those skilled in the art from the following description.

본 발명은 광전자화학 촉매의 활성도를 측정하는 광전자화학 촉매 활성도 측정 방법을 제공한다. 일 실시 예에 따르면, 광전자화학 촉매 활성도 측정 방법은, 광음극을 포함하는 광전극 부재에 빛을 조사하고, 상기 빛의 상기 광전극 부재에 도달한 도달 위치를 변경하면서 상기 광전극 부재의 광전류를 측정할 수 있다.The present invention provides a photoelectrochemical catalyst activity measuring method for measuring the activity of a photoelectrochemical catalyst. According to an embodiment, the photoelectrochemical catalytic activity measuring method may include: irradiating light onto a photoelectrode member including a photocathode, and changing photoelectric current of the photoelectrode member while changing the arrival position of the light to the photoelectrode member. It can be measured.

상기 광음극의 상면에 촉매가 제공될 수 있다.A catalyst may be provided on the upper surface of the photocathode.

상기 도달 위치가 상기 촉매 상에 위치된 상태에서 상기 광전류를 측정할 수 있다.The photocurrent can be measured with the arrival position positioned on the catalyst.

상기 도달 위치가 상기 촉매 상에 위치된 상태 및 상기 도달 위치가 상기 광음극 상의 상기 촉매가 도포되지 않은 영역에 위치된 상태에서 각각 상기 광전류를 측정할 수 있다.The photocurrent can be measured in a state where the arrival position is located on the catalyst and the arrival position is located in an area where the catalyst is not applied on the photocathode.

상기 도달 위치가 상기 촉매의 중앙 영역에 위치된 상태 및 상기 도달 위치가 상기 촉매의 가장자리 영역에 위치된 상태에서 각각 상기 광전류를 측정할 수 있다.The photocurrent may be measured in a state where the arrival position is located in the central region of the catalyst and the arrival position is located in the edge region of the catalyst.

상기 촉매는, 상기 광음극의 상면에 각각 제공된 제 1 촉매 및 제 2 촉매를 포함할 수 있다.The catalyst may include a first catalyst and a second catalyst provided on an upper surface of the photocathode, respectively.

상기 제 1 촉매 및 상기 제 2 촉매는 상기 광음극의 상면의 서로 상이한 위치에 제공될 수 있다.The first catalyst and the second catalyst may be provided at different positions of the upper surface of the photocathode.

상기 도달 위치가 상기 제 1 촉매 상에 위치된 상태 및 상기 도달 위치가 상기 제 2 촉매 상에 위치된 상태에서 각각 상기 광전류를 측정할 수 있다.The photocurrent may be measured in a state where the arrival position is located on the first catalyst and the arrival position is located on the second catalyst, respectively.

상기 제 1 촉매 및 상기 제 2 촉매는 위에서 바라볼 때, 서로 일부 영역이 중첩되도록 제공되되, 상기 도달 위치가 상기 제 1 촉매와 상기 제 2 촉매가 중첩된 영역 상에 위치된 상태, 상기 제 2 촉매와 중첩되지 않은 제 1 촉매 상에 위치된 상태 및 상기 제 1 촉매와 중첩되지 않은 제 2 촉매 상에 위치된 상태에서 각각 상기 광전류를 측정할 수 있다.When viewed from above, the first catalyst and the second catalyst are provided such that some regions overlap each other, and the arrival position is located on the region where the first catalyst and the second catalyst overlap, the second The photocurrent may be measured in a state located on a first catalyst not overlapping with a catalyst and a state located on a second catalyst not overlapping with the first catalyst.

상기 제 1 촉매 및 상기 제 2 촉매는 위에서 바라볼 때, 서로 이격되도록 제공되되, 상기 도달 위치가 상기 제 1 촉매 상에 위치된 상태 및 상기 도달 위치가 상기 제 2 촉매 상에 위치된 상태에서 각각 상기 광전류를 측정할 수 있다.The first catalyst and the second catalyst are provided so as to be spaced apart from each other when viewed from above, wherein the arrival position is located on the first catalyst and the arrival position is located on the second catalyst, respectively. The photocurrent can be measured.

상기 제 1 촉매 및 상기 제 2 촉매는 서로 이성질체로 제공될 수 있다.The first catalyst and the second catalyst may be provided as isomers with each other.

상기 제 1 촉매 및 상기 제 2 촉매는 서로 분자식이 상이한 물질로 제공될 수 있다.The first catalyst and the second catalyst may be provided with a material having a different molecular formula from each other.

상기 제 1 촉매 및 상기 제 2 촉매는 서로 두께가 상이하게 제공되되, 상기 도달 위치가 상기 제 1 촉매 상에 위치된 상태 및 상기 도달 위치가 상기 제 2 촉매 상에 위치된 상태에서 각각 상기 광전류를 측정할 수 있다.The first catalyst and the second catalyst are provided with different thicknesses from each other, and the photocurrents are respectively provided when the arrival position is located on the first catalyst and the arrival position is located on the second catalyst. It can be measured.

상기 광전류는 퍼텐쇼스텟(Potentiostat)을 이용하여 측정할 수 있다.The photocurrent can be measured using a potentiostat.

상기 도달 위치는 상기 빛을 조사하는 방향을 변경함으로써 변경될 수 있다.The arrival position may be changed by changing the direction in which the light is irradiated.

상기 도달 위치는 상기 광전극 부재의 위치를 변경함으로써 변경될 수 있다.The arrival position can be changed by changing the position of the photoelectrode member.

또한, 본 발명은 광전자화학 촉매의 활성도를 측정하는 광전자화학 촉매 활성도 측정 장치를 제공한다. 일 실시 예에 따르면, 광전자화학 촉매 활성도 측정 장치는, 광음극을 포함하는 광전극 부재와; 상기 광전극 부재를 향해 빛을 조사하는 광조사 부재와; 상기 빛의 상기 광전극 부재에 도달되는 도달 위치를 조절하는 광 위치 조절 유닛과; 상기 광전극 부재의 광전류를 측정하는 광전류 측정 유닛을 포함한다.The present invention also provides a photoelectrochemical catalyst activity measuring apparatus for measuring the activity of the photoelectrochemical catalyst. According to an embodiment, the photoelectrochemical catalytic activity measuring apparatus includes: a photoelectrode member including a photocathode; A light irradiation member for irradiating light toward the photoelectrode member; A light position adjusting unit for adjusting the arrival position at which the light reaches the photoelectrode member; And a photocurrent measuring unit for measuring the photocurrent of the photoelectrode member.

상기 광전류 측정 유닛은, 전해질 용액이 수용된 수용 공간이 형성된 용기를 포함하고, 상기 광음극의 상면은 상기 수용 공간 내의 상기 전해질 용액에 접촉되는 접촉 영역을 포함하고, 상기 광전극 부재의 상면에는, 상기 전해질 용액의 전해질이 투과할 수 없는 재질로 제공되고 상기 접촉 영역이 상기 전해질 용액과 접촉될 수 있게 개방된 개방홀이 형성된 불투과 층이 제공되고, 상기 광조사 부재는 상기 광전극 부재의 상면의 상기 접촉 영역을 둘러싼 광조사 영역 내에 상기 빛을 조사할 수 있다.The photocurrent measuring unit includes a container in which a receiving space in which an electrolyte solution is accommodated is formed, and an upper surface of the photocathode includes a contact region in contact with the electrolyte solution in the receiving space, and on the upper surface of the photoelectrode member, An impermeable layer is provided which is made of a material which is not permeable to the electrolyte of the electrolyte solution and has an open hole which is open so that the contact area is in contact with the electrolyte solution, and the light irradiation member is formed on the upper surface of the photoelectrode member. The light may be irradiated into a light irradiation area surrounding the contact area.

상기 광전극 부재는 금속 전극을 더 포함하되, 상기 광음극은 상기 금속 전극의 상면에 제공될 수 있다.The photoelectrode member may further include a metal electrode, and the photocathode may be provided on an upper surface of the metal electrode.

상기 광전극 부재는 그래핀 전극을 더 포함하되, 상기 광음극은 상기 그래핀 전극의 상면에 제공되고, 그래핀 전극은 지지체의 상면에 제공되고, 상기 광전류 측정 유닛은, 상기 그래핀 전극에 전기적으로 연결되고, 상기 지지체의 상면의 상기 그래핀 전극과 중첩되지 않은 영역에 제공되는 연결 전극을 더 포함할 수 있다.The photoelectrode member further includes a graphene electrode, wherein the photocathode is provided on an upper surface of the graphene electrode, a graphene electrode is provided on an upper surface of the support, and the photocurrent measuring unit is electrically connected to the graphene electrode. The connection electrode may further include a connection electrode provided in a region that does not overlap the graphene electrode on the upper surface of the support.

상기 용기의 저면의 상기 광조사 영역에 대향되는 영역에는 상기 수용 공간과 연통되는 연통홀이 형성되고, 상기 광조사 부재는 상기 연통홀을 관통하여 상기 광조사 영역에 도달하도록 상기 빛을 조사하고, 상기 광전극 부재 및 상기 용기의 상기 저면의 사이에는, 내부의 전해질 용액이 외부로 유출되는 것을 방지하는 유출 방지 부재가 제공되되, 상기 유출 방지 부재는 상기 광조사 영역을 둘러싸도록 제공될 수 있다.A communication hole communicating with the accommodation space is formed in an area of the bottom surface of the container opposite to the light irradiation area, and the light irradiation member irradiates the light to reach the light irradiation area through the communication hole. Between the photoelectrode member and the bottom of the container, an outflow prevention member may be provided to prevent the electrolyte solution from flowing out to the outside, and the outflow prevention member may be provided to surround the light irradiation area.

상기 광 위치 조절 유닛은 상기 빛의 조사 방향을 변경시키는 조사 방향 조절기를 포함할 수 있다.The light position adjusting unit may include an irradiation direction controller for changing the irradiation direction of the light.

상기 광 위치 조절 유닛은, 상기 광전극 부재가 놓이는 지지 부재를 이동시키는 지지 부재 구동기를 포함할 수 있다.The optical position adjusting unit may include a support member driver for moving the support member on which the photoelectrode member is placed.

상기 빛은 레이저로 조사될 수 있다.The light may be irradiated with a laser.

상기 개방홀은 리소그래피 방식에 의해 형성될 수 있다.The open hole may be formed by a lithography method.

상기 광음극의 상면에는 상기 접촉 영역에서 상기 전해질 용액에 접촉될 수 있도록 촉매가 제공될 수 있다.A catalyst may be provided on the upper surface of the photocathode so as to contact the electrolyte solution in the contact region.

상기 촉매는 상기 접촉 영역의 일부 영역에 제공될 수 있다.The catalyst may be provided in some region of the contacting region.

상기 촉매는, 상기 광음극의 상면의 서로 상이한 위치에 제공되는 제 1 촉매 및 제 2 촉매를 포함할 수 있다.The catalyst may include a first catalyst and a second catalyst provided at different positions on the upper surface of the photocathode.

본 발명의 실시 예에 따른 방법 및 장치는 촉매의 종류, 구조, 표면 상태, 활성 사이트 및 농도 등에 의한 활성도를 측정할 수 있다.Method and apparatus according to an embodiment of the present invention can measure the activity by the type, structure, surface state, active site and concentration of the catalyst.

도 1은 본 발명의 일 실시 예에 따른 광전자화학 촉매 활성도 측정 장치를 개략적으로 나타낸 도면이다.
도 2는 도 1의 촉매 및 광전극 부재를 나타낸 측단면도이다.
도 3은 도 2의 촉매 및 광전극 부재를 나타낸 평면도이다.
도 4는 다른 실시 예에 따른 촉매 및 광전극 부재를 나타낸 측단면도이다.
도 5는 또다른 실시 예에 따른 촉매 및 광전극 부재를 나타낸 측단면도이다.
도 6은 도 5의 촉매 및 광전극 부재를 나타낸 평면도이다.
도 7 및 도 8은 또다른 실시 예들에 따른 촉매 및 광전극 부재를 나타낸 측단면도이다.
도 9는 본 발명의 광전자화학 촉매 활성도 측정 장치에 의해 광전류가 측정되는 도 5의 촉매가 놓인 광전극 부재의 일 예(좌측) 및 측정된 광전류가 표시된 영상의 일 예(우측)를 나타낸 도면이다.1 is a view schematically showing an apparatus for measuring photoelectrochemical catalyst activity according to an embodiment of the present invention.
FIG. 2 is a side cross-sectional view illustrating the catalyst and the photoelectrode member of FIG. 1. FIG.
3 is a plan view illustrating the catalyst and the photoelectrode member of FIG. 2.
4 is according to another embodiment It is a side sectional view which shows a catalyst and a photoelectrode member.
Figure 5 is a side cross-sectional view showing a catalyst and a photoelectrode member according to another embodiment.
6 is a plan view illustrating the catalyst and the photoelectrode member of FIG. 5.
7 and 8 are side cross-sectional views showing a catalyst and a photoelectrode member according to still another embodiment.
9 is a view showing an example (left) of the photoelectrode member on which the catalyst of FIG. 5 in which the photocurrent is measured by the photoelectrochemical catalyst activity measuring apparatus of the present invention and an example (right) of the image on which the measured photocurrent is displayed. .

이하, 본 발명의 실시 예를 첨부된 도면들을 참조하여 더욱 상세하게 설명한다. 본 발명의 실시 예는 여러 가지 형태로 변형할 수 있으며, 본 발명의 범위가 아래의 실시 예들로 한정되는 것으로 해석되어서는 안 된다. 본 실시 예는 당업계에서 평균적인 지식을 가진 자에게 본 발명을 더욱 완전하게 설명하기 위해 제공되는 것이다. 따라서 도면에서의 요소의 형상은 보다 명확한 설명을 강조하기 위해 과장되었다.Hereinafter, embodiments of the present invention will be described in more detail with reference to the accompanying drawings. Embodiments of the invention may be modified in various forms, the scope of the invention should not be construed as limited to the following embodiments. This embodiment is provided to more completely explain the present invention to those skilled in the art. Accordingly, the shape of elements in the figures has been exaggerated to emphasize clearer explanations.

본 발명의 일 실시 예에 따른 광전자화학 촉매 활성도 측정 방법은 태양에너지로부터 수소 에너지를 생산하는데 사용되는 광전지화학셀의 수소 생성 반응이 진행되는데 필요한 활성화 에너지를 낮추기 위한 촉매로서 사용될 수 있는 광전자화학 촉매의 활성도를 측정하는 방법이다. Photoelectrochemical catalyst activity measurement method according to an embodiment of the present invention is a photoelectrochemical catalyst that can be used as a catalyst for lowering the activation energy required to proceed the hydrogen production reaction of the photovoltaic cell used to produce hydrogen energy from solar energy It is a method of measuring activity.

본 발명의 실시 예에 따른 광전자화학 촉매 활성도 측정 방법은 측정 대상인 촉매로 이루어진 촉매 샘플이 접촉될 수 있도록 제공되는 광음극을 포함하는 광전극 부재에 빛을 조사하고, 상기 빛의 광전극 부재에 도달한 도달 위치를 변경하면서 광전극 부재의 광전류를 측정한다. The photoelectrochemical catalyst activity measuring method according to an embodiment of the present invention irradiates light to a photoelectrode member including a photocathode provided to contact a catalyst sample made of a catalyst to be measured, and reaches the photoelectrode member of the light. The photocurrent of the photoelectrode member is measured while changing one arrival position.

도 1은 본 발명의 일 실시 예에 따른 광전자화학 촉매 활성도 측정 장치(10)를 개략적으로 나타낸 도면이다. 도 2는 도 1의 촉매(20) 및 광전극 부재(100)를 나타낸 측단면도이다. 도 3은 도 2의 촉매(20) 및 광전극 부재(100)를 나타낸 평면도이다. 이하, 본 발명의 실시 예에 따른 광전자화학 촉매 활성도 측정 방법을 도 1의 광전자화학 촉매 활성도 측정 장치(10)를 이용하여 설명한다.1 is a schematic view of an apparatus for measuring photoelectrochemical catalytic activity 10 according to an embodiment of the present invention. 2 is a side cross-sectional view showing the catalyst 20 and the photoelectrode member 100 of FIG. 3 is a plan view illustrating the catalyst 20 and the photoelectrode member 100 of FIG. 2. Hereinafter, a method for measuring photoelectrochemical catalyst activity according to an embodiment of the present invention will be described using the photoelectrochemical catalyst activity measuring apparatus 10 of FIG. 1.

도 1 내지 도 3을 참조하면, 본 발명의 일 실시 예에 따른 광전자화학 촉매 활성도 측정 장치(10)는 광전자화학 촉매의 활성도를 측정하는 장치이다. 일 실시 예에 따르면, 광전자화학 촉매 활성도 측정 장치(10)는 광전극 부재(100), 광조사 부재(200), 광 위치 조절 유닛(300), 광전류 측정 유닛(400) 및 제어기(500)를 포함한다.1 to 3, the photoelectrochemical catalyst activity measuring apparatus 10 according to an embodiment of the present invention is a device for measuring the activity of the photoelectrochemical catalyst. According to an embodiment, the photoelectrochemical catalytic activity measuring apparatus 10 may include a photoelectrode member 100, a light irradiation member 200, a light position adjusting unit 300, a photocurrent measuring unit 400, and a controller 500. Include.

광전극 부재(100)는 광음극(110)을 포함한다. 광음극(110)의 상면에는 촉매(20)가 제공된다. 촉매(20)는 하나의 재질의 단수로 제공될 수 있다. 이와 달리, 필요에 따라 선택적으로, 광음극(110)의 상면에는 촉매(20)가 제공되지 않은 상태에서 광전류가 측정될 수 있다. The photoelectrode member 100 includes a photocathode 110. The catalyst 20 is provided on the upper surface of the photocathode 110. The catalyst 20 may be provided in the singular of one material. Alternatively, if necessary, the photocurrent may be measured in a state where the catalyst 20 is not provided on the upper surface of the photocathode 110.

일 실시 예에 따르면, 아래에서 설명될 광전류 측정 유닛(400)은 퍼텐쇼스텟(Potentiostat)으로 제공될 수 있다. 이 경우, 광전극 부재(100)는 광음극(110)의 상면의 일부 영역이 수용 공간(411) 내의 전해질 용액(30)에 접촉되도록 제공된다. 일 실시 예에 따르면, 광음극(110)의 상면은 수용 공간(411) 내의 전해질 용액에 접촉 영역(141)을 포함한다. 광음극(110)의 상면에 촉매(20)가 제공되는 경우, 광음극(110)의 상면에는 접촉 영역(141)에서 수용 공간(411) 내의 전해질 용액(30)에 접촉될 수 있도록 촉매(20)가 제공된다. 촉매(20)는 접촉 영역(141)의 일부 영역에 제공될 수 있다.According to an embodiment, the photocurrent measuring unit 400 to be described below may be provided as a potentiostat. In this case, the photoelectrode member 100 is provided such that a portion of the upper surface of the photocathode 110 contacts the electrolyte solution 30 in the accommodation space 411. According to an embodiment, the upper surface of the photocathode 110 includes a contact region 141 in an electrolyte solution in the accommodation space 411. When the catalyst 20 is provided on the upper surface of the photocathode 110, the catalyst 20 may contact the electrolyte solution 30 in the receiving space 411 at the contact region 141 on the upper surface of the photocathode 110. ) Is provided. Catalyst 20 may be provided in some region of contact region 141.

예를 들면, 광전극 부재(100)는 광음극(110), 금속 전극(120) 및 지지체(130)를 포함한다.For example, the photoelectrode member 100 includes a photocathode 110, a metal electrode 120, and a support 130.

광음극(110)은 빛이 조사되면 들뜬 전자를 생성시켜 전해질의 수소이온과 반응하여 수소분자로 환원시킨다. 광음극(110)에 촉매(20)가 접촉되면 수소이온의 수소분자로의 환원에 필요한 활성화에너지를 낮출 수 있다. 일 실시 예에 따르면 촉매(20)는 광음극(110)의 상면에 제공된다. 광음극(110) 및 촉매(20)는 전이금속 칼코겐 화합물(TMDC)로 제공될 수 있다. 예를 들면, 광음극(110)은 약 80nm 두께의 텅스텐 디셀레나이드(WSe2)로 제공될 수 있다. 이와 달리, 광음극(110)은 실리콘(Si) 등의 다양한 반도체 재질로 제공될 수 있다. 촉매(20)는 이산화황 몰리브덴(MoS2) 또는 백금(Pt) 등으로 제공될 수 있다. 이와 달리, 광음극(110) 및 촉매(20)는 실험 목적 및 조건에 따라 다양한 재질로 제공될 수 있다.The photocathode 110 generates excited electrons when irradiated with light and reacts with hydrogen ions of the electrolyte to reduce hydrogen molecules. When the catalyst 20 is in contact with the photocathode 110, activation energy required for reduction of hydrogen ions into hydrogen molecules may be lowered. According to an embodiment, the catalyst 20 is provided on the upper surface of the photocathode 110. The photocathode 110 and the catalyst 20 may be provided as a transition metal chalcogenide compound (TMDC). For example, the photocathode 110 may be provided as tungsten diselenide WSe 2 having a thickness of about 80 nm. In contrast, the photocathode 110 may be provided with various semiconductor materials such as silicon (Si). The catalyst 20 may be provided with sulfur molybdenum dioxide (MoS 2 ) or platinum (Pt). On the contrary, the photocathode 110 and the catalyst 20 may be provided in various materials according to the experiment purpose and conditions.

광음극(110)은 금속 전극(120)의 상면에 제공된다. 금속 전극(120)은 금속 재질로 제공된다. 일 실시 예에 따르면, 광전류 측정 유닛(400)이 퍼텐쇼스텟(Potentiostat)으로 제공되는 경우, 광전극 부재(100)를 작업 전극(Working electrode)로서 제공하기 위해 금속 전극(120)을 통해 광전극 부재(100)에 전력이 인가된다. 이와 달리, 금속 전극(120)은 그래핀 재질의 전극으로 대체될 수 있다. 일반적으로 전력이 인가되기 위해서는 금속 재질의 연결 부재를 통해 금속 전극(120)에 전력이 인가된다. 따라서, 금속 전극(120) 대신 그래핀 재질의 전극이 제공되는 경우, 금속 재질의 연결 부재 및 광음극(110)사이에 그래핀 재질의 전극이 제공됨으로써, 금속 재질의 연결 부재 및 전이금속 칼코겐 화합물(TMDC) 재질의 광음극(110) 간의 전기적 저항을 낮출 수 있다.The photocathode 110 is provided on the upper surface of the metal electrode 120. The metal electrode 120 is provided of a metal material. According to an embodiment, when the photocurrent measuring unit 400 is provided as a potentiostat, the photoelectrode is provided through the metal electrode 120 to provide the photoelectrode member 100 as a working electrode. Power is applied to the member 100. Alternatively, the metal electrode 120 may be replaced with an electrode made of graphene. In general, in order to apply power, power is applied to the metal electrode 120 through a metal connecting member. Therefore, when the graphene electrode is provided instead of the metal electrode 120, the graphene electrode is provided between the metal connecting member and the photocathode 110, thereby connecting the metal connecting member and the transition metal chalcogen. It is possible to lower the electrical resistance between the photocathode 110 of the compound (TMDC) material.

금속 전극(120)은 지지체(130)의 상면에 제공된다. 따라서, 광전극 부재(100)는 지지체(130) 상에 제공됨으로써, 파지가 용이하다. 예를 들면, 지지체는 슬라이드 글라스, 실리콘 옥사이드(SiO2), 금속 등 다양한 재질로 제공될 수 있다.The metal electrode 120 is provided on the upper surface of the support 130. Therefore, since the photoelectrode member 100 is provided on the support 130, it is easy to grip. For example, the support may be provided in various materials such as slide glass, silicon oxide (SiO 2 ), and metal.

광전극 부재(100)의 상면에는, 전해질 용액(30)의 전해질이 투과할 수 없는 재질의 불투과 층(140)이 도포된다. 일 실시 예에 따르면, 불투과 층(140)은 고분자 재질로 제공된다. 예를 들면, 불투과 층(140)은 아크릴(PMMA) 재질로 제공될 수 있다.On the upper surface of the photoelectrode member 100, an impermeable layer 140 of a material that cannot pass through the electrolyte of the electrolyte solution 30 is coated. According to one embodiment, the impermeable layer 140 is provided with a polymer material. For example, the impermeable layer 140 may be made of acrylic (PMMA) material.

불투과 층(140)에는 접촉 영역(141)이 전해질 용액(30)에 접촉되도록 접촉 영역에 대향되도록 개방되는 개방홀(143)이 형성된다. 따라서, 일 실시 예에 따르면, 상부에서 바라볼 때, 개방홀(143)의 내측 경계면과 접촉 영역(141)은 서로 일치된다. 일 실시 예에 따르면 개방홀(143)은 광전극 부재(100)의 상면에 불투과 층(140)이 도포된 후, 리소그래피(lithography) 공정에 의해 설정된 형상으로 형성된다. 개방홀(143)의 형상은 접촉 영역(141)의 형상을 결정하게 되므로, 개방홀(143)의 형상은 접촉 영역(141)의 요구되는 형상에 의해 다양한 형상으로 결정될 수 있다. 예를 들면, 불투과 층(140)의 접촉 영역(141) 외의 영역은 개방홀(143)의 형상에 따라 촉매(20)의 일부 영역과 중첩되거나, 촉매(20)와 중첩되지 않도록 제공될 수 있다.The impermeable layer 140 is formed with an opening hole 143 which opens so as to face the contact area so that the contact area 141 contacts the electrolyte solution 30. Therefore, according to an embodiment, when viewed from the top, the inner boundary surface of the opening hole 143 and the contact area 141 coincide with each other. According to one embodiment, the opening 143 is formed in a shape set by a lithography process after the impermeable layer 140 is applied to the upper surface of the photoelectrode member 100. Since the shape of the open hole 143 determines the shape of the contact area 141, the shape of the open hole 143 may be determined in various shapes by the required shape of the contact area 141. For example, a region other than the contact region 141 of the impermeable layer 140 may be provided so as not to overlap with or partially overlap the partial region of the catalyst 20 depending on the shape of the opening hole 143. have.

광조사 부재(200)는 광전극 부재(100)를 향해 빛을 조사한다. 일 실시 예에 따르면, 광조사 부재(200)는 광전극 부재(100)의 상면의 접촉 영역(141)을 둘러싼 광조사 영역(142) 내에 빛을 조사한다. 일 실시 예에 따르면, 광조사 부재(200)는 광조사 영역(142) 내에 집광된 빔을 조사한다. 예를 들면, 상기 집광된 빔은 532nm 파장의 레이저(Laser)일 수 있다. 광조사 부재(200)가 레이저를 조사함으로써, 광조사 영역(142) 내에 빛이 조사되는 위치를 보다 정밀하게 구분할 수 있다. The light irradiation member 200 irradiates light toward the photoelectrode member 100. According to one embodiment, the light irradiation member 200 irradiates light into the light irradiation area 142 surrounding the contact area 141 on the upper surface of the photoelectrode member 100. According to one embodiment, the light irradiation member 200 irradiates the beam focused in the light irradiation area 142. For example, the focused beam may be a laser having a wavelength of 532 nm. By irradiating the laser with the light irradiation member 200, the position where light is irradiated in the light irradiation area 142 can be distinguished more precisely.

광 위치 조절 유닛(300)은 광조사 부재(200)에 의해 조사된 빛의 광전극 부재(100)에 도달되는 도달 위치를 조절한다. 일 실시 예에 따르면, 광 위치 조절 유닛(300)은 광조사 부재(200)의 빛의 조사 방향을 변경시키는 조사 방향 조절기(310)를 포함할 수 있다. 예를 들면, 조사 방향 조절기(310)는 레이저가 반사되는 갈바노 미러(Galvano mirror, 310)로 제공될 수 있다. 이 경우, 도달 위치는 갈바노 미러(310)의 배치 각도를 조절함으로써 조절될 수 있다. 즉, 도달 위치는 빛을 조사하는 방향을 변경함으로써 변경될 수 있다.The light position adjusting unit 300 adjusts the arrival position reaching the photoelectrode member 100 of the light irradiated by the light irradiation member 200. According to one embodiment, the light position adjusting unit 300 may include an irradiation direction adjuster 310 for changing the irradiation direction of the light of the light irradiation member 200. For example, the irradiation direction adjuster 310 may be provided as a galvano mirror 310 to which the laser is reflected. In this case, the arrival position can be adjusted by adjusting the placement angle of the galvano mirror 310. That is, the arrival position can be changed by changing the direction in which light is irradiated.

이와 달리, 광 위치 조절 유닛(300)은 광전극 부재(100)가 놓이는 지지 부재(700)를 이동시키는 지지 부재 구동기(미도시)를 포함할 수 있다. 이 경우, 도달 위치는 광전극 부재(100)의 위치를 변경함으로써 변경될 수 있다. Alternatively, the light position adjusting unit 300 may include a support member driver (not shown) for moving the support member 700 on which the photoelectrode member 100 is placed. In this case, the arrival position can be changed by changing the position of the photoelectrode member 100.

일 실시 예에 따르면, 지지 부재(700)는 광음극(110)의 광전류 측정 시 용기(410)에 결합되도록 제공된다. 따라서, 상기 지지 부재 구동기는 지지 부재(700) 및 용기(410)를 함께 이동시킴으로써 도달 위치를 변경시킬 수 있다. 이 경우, 광전극 부재(100)는 연통홀(412)에 광조사 영역(142)이 대향되도록 용기(410) 및 지지 부재(700)의 사이에 제공된 상태에서 용기(410) 및 지지 부재(700)를 서로를 바라보는 방향으로 밀착시킴으로써 고정될 수 있다. 예를 들면, 용기(410) 및 지지 부재(700)는 나사(미도시)에 의해 서로 결합될 수 있다.According to one embodiment, the support member 700 is provided to be coupled to the container 410 when measuring the photocurrent of the photocathode 110. Thus, the support member driver can change the arrival position by moving the support member 700 and the container 410 together. In this case, the photoelectrode member 100 is provided between the container 410 and the support member 700 such that the light irradiation area 142 is opposed to the communication hole 412, and the container 410 and the support member 700. ) Can be fixed by closely contacting each other in a direction facing each other. For example, the container 410 and the support member 700 may be coupled to each other by screws (not shown).

일 실시 예에 따르면, 용기(410) 및 지지 부재(700)는 산성에 강하고 가공이 쉬운 폴리테트라플루오로에틸렌(PTFE) 재질로 제공될 수 있다. 이와 달리, 용기(410) 및 지지 부재(700)는 전해질 용액이 투과될 수 없고, 광전극 부재(100)를 서로의 사이에 고정시킬 수 있는 마찰력을 가지는 다양한 재질로 제공될 수 있다.According to one embodiment, the container 410 and the support member 700 may be provided of a polytetrafluoroethylene (PTFE) material resistant to acidity and easy to process. On the contrary, the container 410 and the support member 700 may not be permeable to the electrolyte solution, and may be provided with various materials having frictional force to fix the photoelectrode member 100 to each other.

광전류 측정 유닛(400)은 광전극 부재(100)에서 방출되는 광전류를 측정한다. 일 실시 예에 따르면, 광전류 측정 유닛(400)이 퍼텐쇼스텟(Potentiostat)으로 제공되는 경우, 광전류 측정 유닛(400)은 용기(410), 기준 전극(430), 상대 전극(440) 및 측정 및 전원부(450)를 포함한다. The photocurrent measuring unit 400 measures the photocurrent emitted from the photoelectrode member 100. According to an embodiment, when the photocurrent measuring unit 400 is provided as a potentiostat, the photocurrent measuring unit 400 may include the container 410, the reference electrode 430, the counter electrode 440, and the measurement and It includes a power supply 450.

용기(410)에는 수용 공간(410)이 형성된다. 수용 공간(410)에는 전해질 용액(30)이 수용된다. 예를 들면, 수용 공간(410)에 수용된 전해질 용액(30)은 0.5M의 황산수용액으로 제공될 수 있다. 이와 달리, 전해질 용액(30)은 필요에 따라 선택적으로 다양한 종류의 전해질 용액으로 제공될 수 있다. The container 410 has a receiving space 410 is formed. The electrolyte solution 30 is accommodated in the accommodation space 410. For example, the electrolyte solution 30 contained in the accommodation space 410 may be provided as a 0.5M sulfuric acid solution. Alternatively, the electrolyte solution 30 may optionally be provided in various kinds of electrolyte solutions as needed.

용기(410)의 저면의 광조사 영역(142)에 대향되는 영역에는, 수용 공간(410) 및 외부와 연통되는 연통홀(412)이 형성된다. 광조사 부재(200)는 용기(410) 보다 높은 위치로부터 연통홀(412)을 관통하여 광조사 영역(142)에 도달하도록 빛을 조사한다. 일 실시 예에 따르면, 용기(410)의 광조사 영역(142)에 대향되는 영역의 저면은 그 외 영역의 저면보다 높게 제공될 수 있다. 따라서, 용기(410)의 광조사 영역에 대향되는 영역의 전해질 영역의 깊이는 그 외의 영역에 비해 얕게 제공됨으로써 광조사 부재(200)로부터 조사된 빛이 전해질 용액을 투과하며 받는 영향을 줄일 수 있다. In an area of the bottom surface of the container 410 opposite to the light irradiation area 142, a receiving space 410 and a communication hole 412 communicating with the outside are formed. The light irradiation member 200 irradiates light to reach the light irradiation region 142 through the communication hole 412 from a position higher than the container 410. According to one embodiment, the bottom of the area facing the light irradiation area 142 of the container 410 may be provided higher than the bottom of the other area. Therefore, the depth of the electrolyte region in the region opposite to the light irradiation region of the container 410 is provided shallower than the other regions, thereby reducing the influence of light emitted from the light irradiation member 200 passing through the electrolyte solution. .

광전극 부재(100) 및 용기(410)의 저면의 사이에는 연통홀(412)을 통해 접촉 영역(141)에 접하는 내부의 전해질 용액(30)이 외부로 유출하는 것을 방지하는 유출 방지 부재(900)가 제공된다. 유출 방지 부재(900)는 전해질 용액(30)이 투과할 수 없고, 용기(410) 및 지지 부재(700)의 사이에 제공되어 용기(410) 및 지지 부재(700)를 밀착시키는 힘을 견딜 수 있는 다양한 재질로 제공될 수 있다. 예를 들면, 유출 방지 부재(900)는 폴리디메틸실록산(PDMS) 재질로 제공될 수 있다. 유출 방지 부재(900)는 광조사 영역(142) 및 연통홀(412)을 둘러싸도록 제공된다. 예를 들면, 유출 방지 부재(900)는 광조사 영역(142) 및 연통홀(412)을 둘러싼 링 형상으로 제공될 수 있다. Between the photoelectrode member 100 and the bottom of the container 410, the leakage preventing member 900 which prevents the electrolyte solution 30 inside the contacting contact region 141 from flowing out through the communication hole 412 to the outside. ) Is provided. The leakage preventing member 900 may not penetrate the electrolyte solution 30, and may be provided between the container 410 and the support member 700 to withstand the force of bringing the container 410 and the support member 700 into close contact with each other. It can be provided in a variety of materials. For example, the leakage preventing member 900 may be provided of a polydimethylsiloxane (PDMS) material. The leakage preventing member 900 is provided to surround the light irradiation area 142 and the communication hole 412. For example, the leakage preventing member 900 may be provided in a ring shape surrounding the light irradiation area 142 and the communication hole 412.

도 4는 다른 실시 예에 따른 촉매(20) 및 광전극 부재(100)를 나타낸 측단면도이다. 도 4를 참조하면, 도 2의 경우와 달리, 금속 전극(도 2의 120)은 그래핀(Graphene) 재질의 그래핀 전극(121)으로 대체될 수 있다. 이 경우, 광전류 측정 유닛(400)은 금속 재질의 연결 전극(420)을 더 포함할 수 있다. 일 실시 예에 따르면, 연결 전극(420)은 광전극 부재(100)에 전기적으로 연결된다. 예를 들면, 연결 전극(420)은 그래핀 전극(121)에 전기적으로 연결된다. 연결 전극(420)은 지지체(130)의 상면의 그래핀 전극(121)과 중첩되지 않은 영역에 제공된다. 연결 전극(420)은 금속 재질의 와이어(421)에 의해 그래핀 전극(121)에 연결될 수 있다. 와이어(421) 및 광음극(110)의 사이에 그래핀 전극(121)을 제공함으로써, 금속 재질의 와이어(421) 및 전이금속 칼코겐 화합물(TMDC) 재질의 광음극(110) 간의 전기적 저항을 낮출 수 있다. 예를 들면, 금속 와이어(421)는 인듐(In) 재질로 제공될 수 있다. 이 경우, 금속 와이어(421)는 금(Au) 재질로 제공된 접착 부재(미도시)에 의해 그래핀 전극(121)에 연결될 수 있다. 따라서, 광전류 측정 유닛(400)이 퍼텐쇼스텟으로 제공되어 작업 전극(Working electrode)로서 작용하도록 광음극(110)에 전력을 인가하는 경우, 그래핀 전극(121)에 전기적으로 연결된 상태로 그래핀 전극(121)과 함께 쉽게 파지하여 이동시킬 수 있도록 제공된 연결 전극(420)에, 측정 및 전원부(450)로부터 연결된 전극을 연결 및 분리시킬 수 있도록 제공함으로써, 전극 연결 및 분리 시 그래핀 전극(121)의 손상을 방지하고, 광음극(110)은 외측으로 연장된 연결 전극(420)을 통해 측정 및 전원부(450)에 용이하게 전기적으로 연결될 수 있다. 연결 전극(420)은 금속 재질로 제공된다. 예를 들면, 연결 전극(420)은 구리 재질로 제공될 수 있다.4 is according to another embodiment A side cross-sectional view showing the catalyst 20 and the photoelectrode member 100. Referring to FIG. 4, unlike the case of FIG. 2, the metal electrode 120 of FIG. 2 may be replaced with a graphene electrode 121 of graphene. In this case, the photocurrent measuring unit 400 may further include a connection electrode 420 of a metal material. According to an embodiment, the connection electrode 420 is electrically connected to the photoelectrode member 100. For example, the connection electrode 420 is electrically connected to the graphene electrode 121. The connection electrode 420 is provided in a region that does not overlap the graphene electrode 121 on the upper surface of the support 130. The connection electrode 420 may be connected to the graphene electrode 121 by a metal wire 421. By providing the graphene electrode 121 between the wire 421 and the photocathode 110, the electrical resistance between the wire 421 of the metal material and the photocathode 110 of the transition metal chalcogenide (TMDC) material may be improved. Can be lowered. For example, the metal wire 421 may be provided of an indium (In) material. In this case, the metal wire 421 may be connected to the graphene electrode 121 by an adhesive member (not shown) provided of gold (Au) material. Therefore, when the photocurrent measuring unit 400 is applied to the photocathode 110 to serve as a working electrode to act as a working electrode, the graphene is electrically connected to the graphene electrode 121. The graphene electrode 121 is provided when the electrode is connected and separated by providing a connection electrode 420 provided to be easily gripped and moved together with the electrode 121 so as to connect and disconnect the electrode connected from the measurement and power supply 450. ), And the photocathode 110 may be easily electrically connected to the measurement and power supply unit 450 through the connection electrode 420 extending outward. The connection electrode 420 is provided of a metal material. For example, the connection electrode 420 may be provided of a copper material.

광전류 측정 유닛(400)이 퍼텐쇼 스텟으로 제공되는 경우, 퍼텐쇼스텟의 기준 전극(430) 및 상대 전극(440)은 전해질 용액(30)에 접촉되도록 수용 공간(410) 내에 제공된다. When the photocurrent measuring unit 400 is provided in the potentiometer, the potent reference electrode 430 and the counter electrode 440 are provided in the receiving space 410 to be in contact with the electrolyte solution 30.

다시 도 1을 참조하면, 측정 및 전원부(450)는 워킹 전극(100), 기준 전극(430) 및 대향 전극(440)에 흐르는 전류를 통해 광전극 부재(100)의 광전류를 측정한다. Referring back to FIG. 1, the measurement and power supply unit 450 measures the photocurrent of the photoelectrode member 100 through the current flowing through the working electrode 100, the reference electrode 430, and the counter electrode 440.

측정 및 전원부(450)에 의해 워킹 전극(100), 기준 전극(430) 및 대향 전극(440)에는 광전극 부재(100)에 빛이 조사되지 않는 경우에도 일정 정도의 전류가 흐른다. 따라서, 일 실시 예에 따르면, 광조사 부재(200)로부터 조사되는 빛을 광 초퍼(Optical chopper, 500)를 이용하여 일정 주기로 반복적으로 조사시키고, 로크인 증폭기(Lock-in amplifier, 600)와 동기시켜 멀티 미터(Multi meter, 700)를 이용하여 측정하는 경우 빛이 광전극 부재(100)에 조사되지 않는 경우 대비 조사됐을 때의 광전류를 측정할 수 있다.The measuring and power supply unit 450 allows the working electrode 100, the reference electrode 430, and the counter electrode 440 to flow a certain amount of current even when no light is irradiated to the photoelectrode member 100. Therefore, according to an embodiment, the light irradiated from the light irradiation member 200 is repeatedly irradiated at regular intervals using an optical chopper 500, and synchronized with a lock-in amplifier 600. In the case of measuring by using a multi-meter (Multi meter, 700) can be measured the photocurrent when the light is irradiated compared to the case that the light is not irradiated to the photoelectrode member 100.

본 발명의 일 실시 예에 따른 광전자화학 촉매 활성도 측정 장치(10)는 제어부(800)를 더 포함할 수 있다. 제어부(800)는 변경되는 도달 위치에 따라. 광조사 영역(142)에 광을 조사하고, 광전류를 측정하도록 광전자화학 촉매 활성도 측정 장치(10)의 각 구성을 제어하고, 각 도달 위치에 따른 광전류를 매핑(Mapping)한다. 제어부(800)는 매핑된 결과를 사용자에게 시각적으로 전달할 수 있다. 예를 들면, 제어부(800)는 광전자화학 촉매 활성도 측정 장치(10)의 각 구성과 연결된 개인용 컴퓨터(PC)일 수 있다. The photoelectrochemical catalytic activity measuring apparatus 10 according to an embodiment of the present invention may further include a controller 800. The control unit 800 according to the arrival position to be changed. The light irradiation area 142 is irradiated with light, and each configuration of the photoelectrochemical catalyst activity measuring device 10 is controlled to measure the photocurrent, and the photocurrent according to each arrival position is mapped. The controller 800 may visually deliver the mapped result to the user. For example, the controller 800 may be a personal computer (PC) connected to each component of the photoelectrochemical catalytic activity measuring apparatus 10.

예를 들면, 제어부(800)는 도달 위치가 촉매(20) 상에 위치된 상태에서 도달 위치를 이동시키면서 광전류를 측정하도록 제어할 수 있다. 또한, 제어부(800)는 도달 위치가 촉매(20) 상에 위치된 상태 및 도달 위치가 광음극(110) 상의 촉매가 도포되지 않은 영역에 위치된 상태에서 각각 광전류를 측정하도록 제어할 수 있다. 또한, 제어부(800)는 도달 위치가 촉매(20)의 중앙 영역에 위치된 상태 및 도달 위치가 촉매(20)의 가장자리 영역에 위치된 상태에서 각각 광전류를 측정하도록 제어할 수 있다.For example, the controller 800 may control to measure the photocurrent while moving the arrival position while the arrival position is located on the catalyst 20. In addition, the controller 800 may control to measure the photocurrent in a state where the arrival position is located on the catalyst 20 and the arrival position is located in the region where the catalyst is not applied on the photocathode 110. In addition, the controller 800 may control to measure the photocurrent in a state where the arrival position is located in the center region of the catalyst 20 and the arrival position is located in the edge region of the catalyst 20, respectively.

도 5는 또다른 실시 예에 따른 촉매(20) 및 광전극 부재(100)를 나타낸 측단면도이다. 도 6은 도 5의 촉매(20) 및 광전극 부재(100)를 나타낸 평면도이다. 도 5 및 도 6을 참조하면, 도 2 내지 도 4의 경우와 달리, 촉매(20)는 복수개로 제공될 수 있다. 일 실시 예에 따르면, 촉매(20)는 제 1 촉매(21) 및 제 2 촉매(22)를 포함한다. 제 1 촉매(21) 및 제 2 촉매(22)는 전이금속 칼코겐 화합물(TMDC)로 제공될 수 있다. 제 1 촉매(21) 및 제 2 촉매(22)는 광음극(110)의 상면의 서로 상이한 위치에 제공될 수 있다. 예를 들면, 제 1 촉매(21) 및 제 2 촉매(22)는 위에서 바라볼 때, 서로 일부 영역이 중첩되도록 제공될 수 있다. 이 경우, 제어부(800)는 도달 위치가 제 1 촉매(21)와 제 2 촉매(22)가 중첩된 영역 상에 위치된 상태, 제 2 촉매(22)와 중첩되지 않은 제 1 촉매(21) 상에 위치된 상태 및 제 1 촉매(21)와 중첩되지 않은 제 2 촉매(22) 상에 위치된 상태에서 각각 광전류를 측정하도록 제어할 수 있다.5 is a side cross-sectional view showing a catalyst 20 and a photoelectrode member 100 according to another embodiment. FIG. 6 is a plan view illustrating the catalyst 20 and the photoelectrode member 100 of FIG. 5. 5 and 6, unlike the case of FIGS. 2 to 4, a plurality of catalysts 20 may be provided. According to one embodiment, the catalyst 20 includes a first catalyst 21 and a second catalyst 22. The first catalyst 21 and the second catalyst 22 may be provided as a transition metal chalcogen compound (TMDC). The first catalyst 21 and the second catalyst 22 may be provided at different positions on the upper surface of the photocathode 110. For example, when viewed from above, the first catalyst 21 and the second catalyst 22 may be provided such that some regions overlap each other. In this case, the control unit 800 is in a state where the arrival position is located on the region where the first catalyst 21 and the second catalyst 22 overlap, and the first catalyst 21 not overlapping the second catalyst 22. It is possible to control to measure the photocurrent in the state positioned on the phase and the state positioned on the second catalyst 22 not overlapping with the first catalyst 21, respectively.

도 7 및 도 8은 또다른 실시 예들에 따른 촉매(20) 및 광전극 부재(100)를 나타낸 측단면도이다. 도 7을 참조하면, 제 1 촉매(21) 및 제 2 촉매(22)는 광음극(110) 상에서 서로 이격되게 제공될 수 있다. 도 8을 참조하면, 제 1 촉매(21) 및 제 2 촉매(22)는 광음극(110) 상에 서로 상이한 두께로 제공될 수 있다. 도 7 및 도 8의 경우, 제어부(800)는 도달 위치가 제 1 촉매(21) 상에 위치된 상태 및 도달 위치가 제 2 촉매(22) 상에 위치된 상태에서 각각 광전류를 측정하도록 제어할 수 있다.7 and 8 are side cross-sectional views of the catalyst 20 and the photoelectrode member 100 according to other embodiments. Referring to FIG. 7, the first catalyst 21 and the second catalyst 22 may be provided to be spaced apart from each other on the photocathode 110. Referring to FIG. 8, the first catalyst 21 and the second catalyst 22 may be provided at different thicknesses on the photocathode 110. In the case of FIGS. 7 and 8, the controller 800 may control to measure the photocurrent with the arrival position located on the first catalyst 21 and the arrival position located on the second catalyst 22, respectively. Can be.

도 5 내지 도 8의 제 1 촉매(21) 및 제 2 촉매(22)는 서로 이성질체로 제공될 수 있다. 이와 달리, 제 1 촉매(21) 및 제 2 촉매(22)는 선택적으로, 서로 분자식이 상이한 물질로 제공되거나, 동일한 재질로 제공될 수 있다.The first catalyst 21 and the second catalyst 22 of FIGS. 5 to 8 may be provided as isomers with each other. Alternatively, the first catalyst 21 and the second catalyst 22 may optionally be provided with materials having different molecular formulas from each other, or may be provided with the same material.

제 1 촉매(21) 및 제 2 촉매(22)가 서로 상이한 재질로 제공되는 경우, 제 1 촉매(21) 및 제 2 촉매(22)는 이산화황 몰리브덴(MoS2),황화텅스텐(WS2)및/또는 백금(Pt)으로 제공될 수 있다. 이와 달리, 제 1 촉매(21) 및 제 2 촉매(22)는 실험 목적 및 조건에 따라 다양한 재질로 제공될 수 있다. 예를 들면, 제 1 촉매(21) 및 제 2 촉매(22)는 이산화황 몰리브덴(MoS2),황화텅스텐(WS2)및 백금(Pt) 중 하나 또는 이와 상이한 재질 중 하나의 동일한 재질로 제공될 수 있다. When the first catalyst 21 and the second catalyst 22 are provided with different materials from each other, the first catalyst 21 and the second catalyst 22 may be molybdenum dioxide (MoS 2 ), tungsten sulfide (WS 2 ), and And / or platinum Pt. Alternatively, the first catalyst 21 and the second catalyst 22 may be provided in various materials according to the experiment purpose and conditions. For example, the first catalyst 21 and the second catalyst 22 may be provided with the same material of one of sulfur molybdenum dioxide (MoS 2 ), tungsten sulfide (WS 2 ) and platinum (Pt) or one of the different materials. Can be.

도 2 내지 도 8과 달리, 촉매(20)는 실험의 목적 및 필요에 따라 상이한 수, 구성 및 배치로 제공될 수 있다. 예를 들면, 도 4 및 도 5의 경우와 달리, 도 10의 경우와 같이, 촉매(20)는 제 1 촉매(21) 전체가 제 2 촉매(22)의 일부에 완전히 중첩되도록 제공될 수 있다. 이와 같이, 다양한 구성 및 배치의 촉매(20)를 제공함으로써, 촉매(20)의 구성 및 배치에 따른 활성도 측정이 가능하다. 구성 및 배치가 상이한 촉매(20)가 제공되는 경우 마다, 제어부(800)는 필요에 따라 선택적으로 다양한 방식으로, 도달 위치가 촉매(20) 상에 위치된 상태에서 도달 위치를 이동시키면서 광전류를 측정하도록 제어할 수 있다. 예를 들면, 제어부(800)는 도달 위치가 촉매(20) 상에 위치된 상태 및 도달 위치가 광음극(110) 상의 촉매가 도포되지 않은 영역에 위치된 상태에서 각각 광전류를 측정하도록 제어할 수 있다. 또한, 제어부(800)는 도달 위치가 촉매(20)의 중앙 영역에 위치된 상태 및 도달 위치가 촉매(20)의 가장자리 영역에 위치된 상태에서 각각 광전류를 측정하도록 제어할 수 있다.Unlike Figures 2-8, catalyst 20 may be provided in different numbers, configurations, and arrangements depending on the purpose and needs of the experiment. For example, unlike in the case of FIGS. 4 and 5, as in the case of FIG. 10, the catalyst 20 may be provided such that the entirety of the first catalyst 21 completely overlaps a part of the second catalyst 22. . Thus, by providing the catalyst 20 of various configurations and arrangements, it is possible to measure the activity according to the configuration and arrangement of the catalyst 20. Whenever a catalyst 20 having a different configuration and arrangement is provided, the controller 800 measures the photocurrent while moving the arrival position with the arrival position positioned on the catalyst 20 in an optional and various manner as needed. Can be controlled. For example, the controller 800 may control to measure the photocurrent in a state where the arrival position is located on the catalyst 20 and the arrival position is located in an area where the catalyst is not applied on the photocathode 110. have. In addition, the controller 800 may control to measure the photocurrent in a state where the arrival position is located in the center region of the catalyst 20 and the arrival position is located in the edge region of the catalyst 20, respectively.

또 다른 실시 예에 따르면, 제어부(800)는 도달 위치(201)가 광조사 영역(142) 전체를 스캔(Scan) 하면서 상기 광전류를 측정하도록 제어할 수 있다. 또한, 제어부(800)는 각 도달 위치에 대응되는 위치에 그 도달 위치에서의 광전류를 측정된 값에 따라 다른 색상으로 표시할 수 있다. 예를 들면, 측정된 광전류의 값이 클수록 측정된 도달 위치에 대응되는 화면상의 위치는 보다 밝은 색으로 표시할 수 있다. According to another embodiment, the controller 800 may control the arrival position 201 to measure the photocurrent while scanning the entire light irradiation area 142. In addition, the controller 800 may display the photocurrent at the arrival position in a different color according to the measured value at a position corresponding to each arrival position. For example, as the value of the measured photocurrent increases, a position on the screen corresponding to the measured arrival position may be displayed in a lighter color.

도 9는 광전자화학 촉매 활성도 측정 장치(10)에 의해 광전류가 측정되는 도 5의 촉매(20)가 놓인 광전극 부재(100)의 일 예(좌측) 및 측정된 광전류가 표시된 영상의 일 예(우측)를 나타낸 도면이다. 도 9를 참조하면, 광전극 부재(100)의 제 1 촉매(21)는 황화텅스텐(WS2)으로 제공하고, 제 2 촉매(22)는 이산화황 몰리브덴(MoS2)으로 제공하였다. 이와 같이 제공된 광전극 부재(100)를 도 1의 광전자화학 촉매 활성도 측정 장치(10)를 이용하여 도달 위치(201)를 변경하면서 광조사 영역(142)을 스캔하여 광전류를 측정하고, 측정된 도달 위치(201)에 따른 광전류를 그 값의 범위에 따라 상이한 색으로 나타내는 경우, 도 9의 우측 그림과 같이 광조사 영역(142) 내의 도달 위치에 따른 광전류를 용이하게 식별할 수 있다. 도 9의 우측 그림을 참조하면, 접촉 영역(141)의 외측의 영역은 불투과 층(140)에 의해 전기적으로 차단됨으로써 광전류가 0에 가깝게 측정되었음을 알 수 있다. 제 2 촉매(22)의 중앙 영역보다 가장자리 영역에서 높은 광전류가 측정되었음을 알 수 있다. 또한, 제 1 촉매(21)와 중첩된 제 2 촉매(22)의 가장자리 영역에서의 광전류가 그 외의 영역에 비해 높이 측정되었음을 알 수 있다.FIG. 9 illustrates an example (left) of the photoelectrode member 100 on which the catalyst 20 of FIG. 5 in which the photocurrent is measured by the photoelectrochemical catalyst activity measuring apparatus 10 (left) and an example of an image in which the measured photocurrent is displayed ( Right). Referring to FIG. 9, the first catalyst 21 of the photoelectrode member 100 is provided by tungsten sulfide (WS 2 ), and the second catalyst 22 is provided by molybdenum dioxide (MoS 2 ). The photoelectrode member 100 provided as described above is scanned using the photoelectrochemical catalytic activity measuring device 10 of FIG. When the photocurrent according to the position 201 is displayed in a different color according to the range of the value, the photocurrent according to the arrival position in the light irradiation area 142 can be easily identified as shown in the right figure of FIG. 9. Referring to the right figure of FIG. 9, it can be seen that the area outside the contact area 141 is electrically blocked by the opaque layer 140, so that the photocurrent is measured to be close to zero. It can be seen that a higher photocurrent was measured in the edge region than in the central region of the second catalyst 22. In addition, it can be seen that the photocurrent in the edge region of the second catalyst 22 overlapping the first catalyst 21 was measured in comparison with the other regions.

도 10은 광전자화학 촉매 활성도 측정 장치(10)에 의해 광전류가 측정되는 도 5와 상이한 촉매(20)가 놓인 광전극 부재(100)의 일 예(좌측) 및 측정된 광전류가 표시된 영상의 일 예(우측)를 나타낸 도면이다. 도 10을 참조하면, 광전극 부재(100)의 제 1 촉매(21)는 황화텅스텐(WS2)으로 제공하고, 제 2 촉매(22)는 이산화황 몰리브덴(MoS2)으로 제공하였다. 이와 같이 제공된 광전극 부재(100)를 도 1의 광전자화학 촉매 활성도 측정 장치(10)를 이용하여 도달 위치(201)를 변경하면서 광조사 영역(142)을 스캔하여 광전류를 측정하고, 측정된 도달 위치(201)에 따른 광전류를 그 값의 범위에 따라 상이한 색으로 나타내는 경우, 도 10의 우측 그림과 같이 광조사 영역(142) 내의 도달 위치에 따른 광전류를 용이하게 식별할 수 있다. 도 10의 우측 그림을 참조하면, 접촉 영역(141)의 외측의 영역은 불투과 층(140)에 의해 전기적으로 차단됨으로써 광전류가 0에 가깝게 측정되었음을 알 수 있다. 또한, 제 2 촉매(22)만 제공된 영역보다 제 1 촉매(21) 및 제 2 촉매(22)가 중첩된 영역에서 더 높은 광전류가 측정되었음을 알 수 있다.FIG. 10 shows an example (left) of the photoelectrode member 100 on which the catalyst 20 different from FIG. 5 in which the photocurrent is measured by the photoelectrochemical catalyst activity measuring apparatus 10 and the measured photocurrent is shown. It is a figure which shows (right side). Referring to FIG. 10, the first catalyst 21 of the photoelectrode member 100 is provided by tungsten sulfide (WS 2 ), and the second catalyst 22 is provided by molybdenum dioxide (MoS 2 ). The photoelectrode member 100 provided as described above is scanned using the photoelectrochemical catalytic activity measuring device 10 of FIG. When the photocurrent according to the position 201 is displayed in a different color according to the range of the value, the photocurrent according to the arrival position in the light irradiation area 142 can be easily identified as shown in the right figure of FIG. 10. Referring to the right figure of FIG. 10, it can be seen that the area outside the contact area 141 is electrically blocked by the opaque layer 140, so that the photocurrent is measured to be close to zero. In addition, it can be seen that higher photocurrent was measured in the region where the first catalyst 21 and the second catalyst 22 overlapped than the region where only the second catalyst 22 was provided.

상술한 바와 같이, 본 발명의 실시 예에 따른 방법 및 장치는 조사되는 빛의 집광 정도를 높이고, 도달 위치의 위치를 보다 정밀하게 이동시킬수록 이동되는 도달 위치 별 광전류를 보다 높은 해상도로 측정하고 나타낼 수 있다. 또한, 광음극 상에 놓이는 촉매의 종류, 구조, 두께 및 배치를 필요에 따라 선택적으로 변경함으로써, 촉매의 종류, 구조, 두께 및 배치에 따른 촉매 활성도를 측정할 수 있고, 이에 따른 촉매의 활성 사이트의 종류 및 국부적인 농도에 따른 촉매 활성도를 측정할 수 있다. 또한, 촉매 표면의 일부 영역의 원자를 떼어내어 결함을 형성 후 광전류를 측정함으로써 촉매의 표면 상태에 따른 촉매 활성도를 측정할 수 있다. As described above, the method and the apparatus according to the embodiment of the present invention increase the light condensing degree of the irradiated light, and as the position of the reaching position is moved more precisely, the photocurrent for each reaching position is measured and displayed at a higher resolution. Can be. In addition, by selectively changing the type, structure, thickness, and arrangement of the catalyst placed on the photocathode, catalyst activity according to the type, structure, thickness, and placement of the catalyst can be measured, and thus the active site of the catalyst. Catalyst activity according to the type and local concentration of can be measured. In addition, the catalyst activity according to the surface state of the catalyst can be measured by removing atoms in some regions of the catalyst surface to form defects and measuring photocurrent.

이상의 상세한 설명은 본 발명을 예시하는 것이다. 또한 전술한 내용은 본 발명의 바람직한 실시 형태를 나타내어 설명하는 것이며, 본 발명은 다양한 다른 조합, 변경 및 환경에서 사용할 수 있다. 즉 본 명세서에 개시된 발명의 개념의 범위, 저술한 개시 내용과 균등한 범위 및/또는 당업계의 기술 또는 지식의 범위내에서 변경 또는 수정이 가능하다. 저술한 실시예는 본 발명의 기술적 사상을 구현하기 위한 최선의 상태를 설명하는 것이며, 본 발명의 구체적인 적용 분야 및 용도에서 요구되는 다양한 변경도 가능하다. 따라서 이상의 발명의 상세한 설명은 개시된 실시 상태로 본 발명을 제한하려는 의도가 아니다. 또한 첨부된 청구범위는 다른 실시 상태도 포함하는 것으로 해석되어야 한다.The foregoing detailed description illustrates the present invention. In addition, the above-mentioned content shows preferred embodiments of the present invention, and the present invention can be used in various other combinations, modifications, and environments. That is, changes or modifications may be made within the scope of the concept of the invention disclosed in the present specification, the scope equivalent to the disclosures described above, and / or the skill or knowledge in the art. The described embodiments illustrate the best state for implementing the technical idea of the present invention, and various modifications required in the specific application field and use of the present invention are possible. Thus, the detailed description of the invention is not intended to limit the invention to the disclosed embodiments. Also, the appended claims should be construed to include other embodiments.

10: 광전자화학 촉매 활성도 측정 장치
20: 촉매 21: 제 1 촉매
22: 제 2 촉매 30: 전해질 용액
100: 광전극 부재 110: 광음극
120: 금속 전극 130: 지지체
140: 불투과 층 141: 접촉 영역
142: 광조사 영역 143; 개방홀
200: 광조사 부재 201: 도달 위치
300: 광 위치 조절 유닛 400: 광전류 측정 유닛
410: 용기 411: 수용 공간
412: 연통홀 420: 연결 전극
421: 와이어 430: 기준 전극
440: 상대 전극10: photoelectrochemical catalyst activity measuring device
20: catalyst 21: first catalyst
22: second catalyst 30: electrolyte solution
100: photoelectrode member 110: photocathode
120: metal electrode 130: support
140: impermeable layer 141: contact area
142: light irradiation area 143; Opening hole
200: light irradiation member 201: arrival position
300: optical position adjusting unit 400: photocurrent measuring unit
410: container 411: storage space
412: communication hole 420: connection electrode
421: wire 430: reference electrode
440: counter electrode

Claims (28)

광전자화학 촉매의 활성도를 측정하는 방법에 있어서,
광음극을 포함하는 광전극 부재에 빛을 조사하고, 상기 빛의 상기 광전극 부재에 도달한 도달 위치를 변경하면서 상기 광전극 부재의 광전류를 측정하고,
상기 광음극의 상면에 촉매가 제공되고,
상기 촉매는, 상기 광음극의 상면에 각각 제공된 제 1 촉매 및 제 2 촉매를 포함하는 광전자 화학 촉매 활성도 측정 방법.In the method for measuring the activity of the photoelectrochemical catalyst,
Irradiating light to the photoelectrode member including the photocathode, measuring the photocurrent of the photoelectrode member while changing the arrival position where the light reaches the photoelectrode member,
A catalyst is provided on the upper surface of the photocathode,
And the catalyst comprises a first catalyst and a second catalyst provided on an upper surface of the photocathode, respectively. 삭제delete 제 1 항에 있어서,
상기 도달 위치가 상기 촉매 상에 위치된 상태에서 상기 광전류를 측정하는 광전자화학 촉매 활성도 측정 방법.The method of claim 1,
And measuring the photocurrent with the arrival position positioned on the catalyst. 제 1 항에 있어서,
상기 도달 위치가 상기 촉매 상에 위치된 상태 및 상기 도달 위치가 상기 광음극 상의 상기 촉매가 도포되지 않은 영역에 위치된 상태에서 각각 상기 광전류를 측정하는 광전자화학 촉매 활성도 측정 방법.The method of claim 1,
And measuring the photocurrent in the state where the arrival position is located on the catalyst and the arrival position is located in the region where the catalyst is not applied on the photocathode. 제 1 항에 있어서,
상기 도달 위치가 상기 촉매의 중앙 영역에 위치된 상태 및 상기 도달 위치가 상기 촉매의 가장자리 영역에 위치된 상태에서 각각 상기 광전류를 측정하는 광전자화학 촉매 활성도 측정 방법.The method of claim 1,
And measuring the photocurrent with the arrival position located in the central region of the catalyst and the arrival position located in the edge region of the catalyst. 삭제delete 제 1 항에 있어서,
상기 제 1 촉매 및 상기 제 2 촉매는 상기 광음극의 상면의 서로 상이한 위치에 제공되는 광전자화학 촉매 활성도 측정 방법.The method of claim 1,
And the first catalyst and the second catalyst are provided at different positions on the upper surface of the photocathode. 제 7 항에 있어서,
상기 도달 위치가 상기 제 1 촉매 상에 위치된 상태 및 상기 도달 위치가 상기 제 2 촉매 상에 위치된 상태에서 각각 상기 광전류를 측정하는 광전자화학 촉매 활성도 측정 방법.The method of claim 7, wherein
And measuring the photocurrent with the arrival position located on the first catalyst and the arrival position located on the second catalyst, respectively. 제 7 항에 있어서,
상기 제 1 촉매 및 상기 제 2 촉매는 위에서 바라볼 때, 서로 일부 영역이 중첩되도록 제공되되,
상기 도달 위치가 상기 제 1 촉매와 상기 제 2 촉매가 중첩된 영역 상에 위치된 상태, 상기 제 2 촉매와 중첩되지 않은 제 1 촉매 상에 위치된 상태 및 상기 제 1 촉매와 중첩되지 않은 제 2 촉매 상에 위치된 상태에서 각각 상기 광전류를 측정하는 광전자화학 촉매 활성도 측정 방법.The method of claim 7, wherein
When the first catalyst and the second catalyst when viewed from above, it is provided so that some regions overlap with each other,
The attained position is located on a region where the first catalyst and the second catalyst overlap, a state on a first catalyst not overlapping the second catalyst, and a second not overlapping the first catalyst 10. A method for measuring photoelectrochemical catalyst activity, each measuring said photocurrent in a state positioned on a catalyst. 제 7 항에 있어서,
상기 제 1 촉매 및 상기 제 2 촉매는 위에서 바라볼 때, 서로 이격되도록 제공되되,
상기 도달 위치가 상기 제 1 촉매 상에 위치된 상태 및 상기 도달 위치가 상기 제 2 촉매 상에 위치된 상태에서 각각 상기 광전류를 측정하는 광전자화학 촉매 활성도 측정 방법.The method of claim 7, wherein
The first catalyst and the second catalyst are provided to be spaced apart from each other when viewed from above,
And measuring the photocurrent with the arrival position located on the first catalyst and the arrival position located on the second catalyst, respectively. 제 1 항에 있어서,
상기 제 1 촉매 및 상기 제 2 촉매는 서로 이성질체로 제공되는 광전자화학 촉매 활성도 측정 방법.The method of claim 1,
And the first catalyst and the second catalyst are provided as isomers with each other. 제 1 항에 있어서,
상기 제 1 촉매 및 상기 제 2 촉매는 서로 분자식이 상이한 물질로 제공되는 광전자화학 촉매 활성도 측정 방법.The method of claim 1,
The first catalyst and the second catalyst is a photoelectrochemical catalyst activity measuring method provided by a material having a different molecular formula from each other. 제 7 항에 있어서,
상기 제 1 촉매 및 상기 제 2 촉매는 서로 두께가 상이하게 제공되되,
상기 도달 위치가 상기 제 1 촉매 상에 위치된 상태 및 상기 도달 위치가 상기 제 2 촉매 상에 위치된 상태에서 각각 상기 광전류를 측정하는 광전자화학 촉매 활성도 측정 방법.The method of claim 7, wherein
The first catalyst and the second catalyst are provided with different thicknesses from each other,
And measuring the photocurrent with the arrival position located on the first catalyst and the arrival position located on the second catalyst, respectively. 제 1 항에 있어서,
상기 광전류는 퍼텐쇼스텟(Potentiostat)을 이용하여 측정하는 광전자화학 촉매 활성도 측정 방법.The method of claim 1,
The photocurrent is a photoelectrochemical catalyst activity measurement method using a potentiostat (Potentiostat). 제 1 항에 있어서,
상기 도달 위치는 상기 빛을 조사하는 방향을 변경함으로써 변경되는 광전자화학 촉매 활성도 측정 방법.The method of claim 1,
And the attained position is changed by changing a direction in which the light is irradiated. 제 1 항에 있어서,
상기 도달 위치는 상기 광전극 부재의 위치를 변경함으로써 변경되는 광전자화학 촉매 활성도 측정 방법.The method of claim 1,
And the arrival position is changed by changing the position of the photoelectrode member. 광전자화학 촉매의 활성도를 측정하는 장치에 있어서,
금속 전극과 상기 금속 전극의 상면에 제공되는 광음극을 포함하는 광전극 부재와;
상기 광전극 부재를 향해 빛을 조사하는 광조사 부재와;
상기 빛의 상기 광전극 부재에 도달되는 도달 위치를 조절하는 광 위치 조절 유닛과;
상기 광전극 부재의 광전류를 측정하는 광전류 측정 유닛을 포함하고,
상기 광전류 측정 유닛은, 전해질 용액이 수용된 수용 공간이 형성된 용기를 포함하고,
상기 광음극의 상면은, 상기 수용 공간 내의 상기 전해질 용액에 접촉되는 접촉 영역을 포함하고,
상기 광전극 부재의 상면에는, 상기 전해질 용액의 전해질이 투과할 수 없는 재질로 제공되고 상기 접촉 영역이 상기 전해질 용액과 접촉될 수 있게 개방된 개방홀이 형성된 불투과 층이 제공되고,
상기 광조사 부재는, 상기 광전극 부재의 상면의 상기 접촉 영역을 둘러싼 광조사 영역 내에 상기 빛을 조사하는 광전자화학 촉매 활성도 측정 장치.In the device for measuring the activity of the photoelectrochemical catalyst,
A photoelectrode member comprising a metal electrode and a photocathode provided on an upper surface of the metal electrode;
A light irradiation member for irradiating light toward the photoelectrode member;
A light position adjusting unit for adjusting the arrival position at which the light reaches the photoelectrode member;
A photocurrent measuring unit measuring a photocurrent of the photoelectrode member;
The photocurrent measuring unit includes a container in which a receiving space in which an electrolyte solution is accommodated is formed,
The upper surface of the photocathode includes a contact region in contact with the electrolyte solution in the accommodation space,
An upper layer of the photoelectrode member is provided with an impermeable layer formed of a material through which the electrolyte of the electrolyte solution cannot permeate and an open hole formed to open the contact area so as to be in contact with the electrolyte solution.
And the light irradiation member irradiates the light into a light irradiation area surrounding the contact area on the upper surface of the photoelectrode member. 삭제delete 삭제delete 광전자화학 촉매의 활성도를 측정하는 장치에 있어서,
지지체의 상면에 제공되는 그래핀 전극과 상기 그래핀 전극의 상면에 제공되는 광음극을 포함하는 광전극 부재와;
상기 광전극 부재를 향해 빛을 조사하는 광조사 부재와;
상기 빛의 상기 광전극 부재에 도달되는 도달 위치를 조절하는 광 위치 조절 유닛과;
상기 광전극 부재의 광전류를 측정하는 광전류 측정 유닛을 포함하고,
상기 광전류 측정 유닛은:
전해질 용액이 수용된 수용 공간이 형성된 용기와;
상기 그래핀 전극에 전기적으로 연결되고, 상기 지지체의 상면의 상기 그래핀 전극과 중첩되지 않은 영역에 제공되는 연결 전극을 포함하고,
상기 광음극의 상면은, 상기 수용 공간 내의 상기 전해질 용액에 접촉되는 접촉 영역을 포함하고,
상기 광전극 부재의 상면에는, 상기 전해질 용액의 전해질이 투과할 수 없는 재질로 제공되고 상기 접촉 영역이 상기 전해질 용액과 접촉될 수 있게 개방된 개방홀이 형성된 불투과 층이 제공되고,
상기 광조사 부재는, 상기 광전극 부재의 상면의 상기 접촉 영역을 둘러싼 광조사 영역 내에 상기 빛을 조사하는 광전자화학 촉매 활성도 측정 장치.In the device for measuring the activity of the photoelectrochemical catalyst,
A photoelectrode member including a graphene electrode provided on an upper surface of the support and a photocathode provided on an upper surface of the graphene electrode;
A light irradiation member for irradiating light toward the photoelectrode member;
A light position adjusting unit for adjusting the arrival position at which the light reaches the photoelectrode member;
A photocurrent measuring unit measuring a photocurrent of the photoelectrode member;
The photocurrent measuring unit is:
A container in which a receiving space in which the electrolyte solution is accommodated is formed;
A connection electrode electrically connected to the graphene electrode and provided in a region not overlapping with the graphene electrode on an upper surface of the support;
The upper surface of the photocathode includes a contact region in contact with the electrolyte solution in the accommodation space,
An upper layer of the photoelectrode member is provided with an impermeable layer formed of a material through which the electrolyte of the electrolyte solution cannot permeate and an open hole formed to open the contact area so as to be in contact with the electrolyte solution.
And the light irradiation member irradiates the light into a light irradiation area surrounding the contact area on the upper surface of the photoelectrode member. 광전자화학 촉매의 활성도를 측정하는 장치에 있어서,
광음극을 포함하는 광전극 부재와;
상기 광전극 부재를 향해 빛을 조사하는 광조사 부재와;
상기 빛의 상기 광전극 부재에 도달되는 도달 위치를 조절하는 광 위치 조절 유닛과;
상기 광전극 부재의 광전류를 측정하는 광전류 측정 유닛을 포함하고,
상기 광전류 측정 유닛은, 전해질 용액이 수용된 수용 공간이 형성된 용기를 포함하고,
상기 광음극의 상면은, 상기 수용 공간 내의 상기 전해질 용액에 접촉되는 접촉 영역을 포함하고,
상기 광전극 부재의 상면에는, 상기 전해질 용액의 전해질이 투과할 수 없는 재질로 제공되고 상기 접촉 영역이 상기 전해질 용액과 접촉될 수 있게 개방된 개방홀이 형성된 불투과 층이 제공되고,
상기 광조사 부재는, 연통홀을 관통하여 상기 광전극 부재의 상면의 상기 접촉 영역을 둘러싼 영역인 광조사 영역에 빛을 조사하고,
상기 연통홀은, 상기 용기의 저면에 상기 수용 공간과 연통되도록 상기 광조사 영역에 대향되는 영역에 형성되고,
상기 광전극 부재 및 상기 용기의 상기 저면의 사이에는, 내부의 전해질 용액이 외부로 유출되는 것을 방지하는 유출 방지 부재가 제공되고,
상기 유출 방지 부재는, 상기 광조사 영역을 둘러싸도록 제공되는 광전자화학 촉매 활성도 측정 장치.In the device for measuring the activity of the photoelectrochemical catalyst,
A photoelectrode member comprising a photocathode;
A light irradiation member for irradiating light toward the photoelectrode member;
A light position adjusting unit for adjusting the arrival position at which the light reaches the photoelectrode member;
A photocurrent measuring unit measuring a photocurrent of the photoelectrode member;
The photocurrent measuring unit includes a container in which a receiving space in which an electrolyte solution is accommodated is formed,
The upper surface of the photocathode includes a contact region in contact with the electrolyte solution in the accommodation space,
An upper layer of the photoelectrode member is provided with an impermeable layer formed of a material through which the electrolyte of the electrolyte solution cannot permeate and an open hole formed to open the contact area so as to be in contact with the electrolyte solution.
The light irradiation member is irradiated with light through a communication hole to the light irradiation area which is an area surrounding the contact area of the upper surface of the photoelectrode member,
The communication hole is formed in an area opposite to the light irradiation area so as to communicate with the accommodation space on the bottom surface of the container,
Between the photoelectrode member and the bottom of the container, an outflow prevention member for preventing an electrolyte solution from flowing out to the outside is provided.
The leakage preventing member is provided to surround the light irradiation area, the photoelectrochemical catalyst activity measuring device. 제 17 항, 제 20 항 및 제 21 항 중 어느 한 항에 있어서,
상기 광 위치 조절 유닛은 상기 빛의 조사 방향을 변경시키는 조사 방향 조절기를 포함하는 광전자화학 촉매 활성도 측정 장치.The method according to any one of claims 17, 20 and 21,
And the light position control unit comprises an irradiation direction controller for changing the irradiation direction of the light. 제 17 항, 제 20 항 및 제 21 항 중 어느 한 항에 있어서,
상기 광 위치 조절 유닛은, 상기 광전극 부재가 놓이는 지지 부재를 이동시키는 지지 부재 구동기를 포함하는 광전자화학 촉매 활성도 측정 장치.The method according to any one of claims 17, 20 and 21,
And the optical position control unit includes a support member driver for moving the support member on which the photoelectrode member is placed. 제 17 항, 제 20 항 및 제 21 항 중 어느 한 항에 있어서,
상기 빛은 레이저로 조사되는 광전자화학 촉매 활성도 측정 장치.The method according to any one of claims 17, 20 and 21,
The light is irradiated with a laser photoelectrochemical catalyst activity measuring device. 제 17 항, 제 20 항 및 제 21 항 중 어느 한 항에 있어서,
상기 개방홀은 리소그래피 방식에 의해 형성되는 광전자화학 촉매 활성도 측정 장치.The method according to any one of claims 17, 20 and 21,
The open hole photoelectrochemical catalyst activity measuring apparatus is formed by a lithography method. 제 17 항, 제 20 항 및 제 21 항 중 어느 한 항에 있어서,
상기 광음극의 상면에는 상기 접촉 영역에서 상기 전해질 용액에 접촉될 수 있도록 촉매가 제공되는 광전자화학 촉매 활성도 측정 장치.The method according to any one of claims 17, 20 and 21,
And a catalyst is provided on the upper surface of the photocathode so as to contact the electrolyte solution in the contact region. 제 26 항에 있어서,
상기 촉매는 상기 접촉 영역의 일부 영역에 제공되는 광전자화학 촉매 활성도 측정 장치.The method of claim 26,
Wherein said catalyst is provided in a portion of said contacting region. 제 27 항에 있어서,
상기 촉매는,
상기 광음극의 상면의 서로 상이한 위치에 제공되는 제 1 촉매 및 제 2 촉매를 포함하는 광전자화학 촉매 활성도 측정 장치.
The method of claim 27,
The catalyst is,
A photoelectrochemical catalyst activity measuring apparatus comprising a first catalyst and a second catalyst provided at different positions of the upper surface of the photocathode.
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