김유리ㆍ이택호 고분자 과학과 기술 제 34 권 5 호 2023년 10월 399 물 분해 반응을 일으킨다. 연결된 전기화학셀의 양극에서는 물이 산화되어 O2가 생성되고 oxygen evolution reaction, OER , 음극에서는 수소이온이 환원되어 H2가 발생한다 hydrogen evolution reaction, HER 단일접합의 유기태양전지의 경우 개방전압 open circuit voltage; VOC 이 낮아 물분해에 필요한 광전압을 제공하지 못하기에, 두 개 이상의 유기태양전지 서브셀 sub cell 을 직렬 연결한 탠덤 tandem 태양전지를 제작하여 전압을 높여 이를 보완할 수 있다.2 또한, 서로 다른 빛 파장대를 흡수하는 물질을 탠덤 구조로 만들게 되면 보다 넓은 태양 복사 스펙트럼을 사용할 수 있게 되면서 태양광 흡수에 유리하다. UNIST 이재성, 김진영 교수 연구팀은 비풀러렌 억셉터 기반 탠덤 유기태양전지를 제작하고, 이에 연결할 ...

김유리ㆍ이택호 고분자 과학과 기술 제 34 권 5 호 2023년 10월 401 가지거나 pH 0-2 이하에서 구동된다. 그러므로 광산화전극이 구동할 수 있는 pH 6-10에서 광환원전극도 호환될 수 있도록 설계해야 한다. EPFL의 Kevin Sivula 연구팀은 PBDTTTPDPNDIHDT 고분자 BHJ를 이용하여 FTO/2PACz/PBDTTTPDPNDIHDT/RuO2 구조의 광환원전극을 설계했다 그림 4a .10 PBDTTTPDPNDIHDT의 에너지준위는 pH 9에서 수소 환원 전위로 전자를 전달하기에 적합하여 염기성 전해질에서 잘 작동하는 광산화전극과 동일 전해질에서 구동이 가능하다 그림 4b 이를 FTO/ZnO/ PBDTTTPDPNDITCVT/PTAA/ Li-IrO2 구조의 광산화전극과12 연결하여 탠덤 PEC 소자를 구성하였다 그림 4c 결과적으로 외부의 전압 없이 1.54 mA의 구동 광전류를 갖는 태양광 물 분해를 구현하였다 그림 4d 2.3 유기 광촉매 유기 광촉매 photocatalyst, PC 분산액은 전극...

김유리ㆍ이택호 고분자 과학과 기술 제 34 권 5 호 2023년 10월 403 10. D. Zhang, H.-H. Cho, J.-H. Yum, M. Mensi, and K. Sivula, Adv. Energy Mater., 12, 2202363 2022 11. M. S. Pr vot and K. Sivula, J. Phys. Chem. C, 117, 17879 2013 12. H.-H. Cho, L. Yao, J.-H. Yum, Y. Liu, F. Boudoire, R. A. Wells, N. Guijarro, A. Sekar, and K. Sivula, Nat. Catalysis, 4, 431 2021 13. J. Kosco, S. G.-Carrero, C. T. Howells, T. Fei, Y. Dong, R. Sougrat, G. T. Harrison, Y. Firdaus, R. Sheelamanthula, B. Purushothaman, F. Moruzzi, W. Xu, L. Zhao, A. Basu, S. D. Wolf, T. D. Anthopoulos, J. R. Durrant, and I. McCulloch, Nat. Energy, 7, 340 2022

동창욱ㆍ이진우ㆍ임준원 고분자 과학과 기술 제 34 권 5 호 2023년 10월 405 따라서, 단일원자촉매 시스템은 단일원자 촉매의 활성도, 단일원자촉매와 고체 지지체 간 고정력, 고체 지지체의 전기전도도에 대한 고려가 매우 중요하다. 단일원자촉매 시스템은 기존에 주로 적용되던 나노입자 형태의 전기화학 촉매의 성능을 뛰어넘을 수 있는 궁극의 촉매 시스템으로서 전기화학촉매 설계에 있어 새로운 가능성을 제시하였으며, 전 세계적으로 수전해, 2차전지, 탈염소반응, 바이러스 센싱 소재, 환경 분야 등 다양한 응용분야에서 매우 활발한 연구가 진행 중이다.3-7 본 총설에서는 단일원자촉매 소재의 성능에 영향을 미치는 핵심 인자와 지지체에 대한 일반적인 내용을 다루고, 단일원자촉매와 나노소재와의 결합이 발생시키는 시너지 효과에 대해서 소개하...

동창욱ㆍ이진우ㆍ임준원 고분자 과학과 기술 제 34 권 5 호 2023년 10월 407 관련된 다양한 연구결과들이 보고되고 있다.13 값비싼 귀금속 전기화학촉매를 대체하고자, 이종원소가 도핑된 그래핀 지지체에 Co, Ni, Fe 등 다양한 전이금속 단일원자를 고정시킨 단일원자촉매에 대한 연구가 매우 활발하게 진행 중이다. 이 밖에 전이금속 칼코제나이드, 맥신 등 다양한 2차원 나노소재들도 단일원자촉매 성능 향상을 위한 지지체 후보 소재군으로서 가능성을 제시하고 있다.14-16 2.5 단일원자촉매의 응용분야 2.5.1 수소발생반응 수소발생반응 hydrogen evolution reaction, HER 은 전기화학적 물 분해 과정으로, 수소 생태계의 지속적인 발전을 위한 핵심기술이다. 이전에 HER을 위해 가장 널리 사용되는 촉매는 낮은 초과전위 overpotential 와 우수한 교환 전류 밀도 및 작은 Tafel �...