DC 열플라즈마를 이용하여 제조된 산화철 나노입자의 광 전기화학적 물분해 효율 증가연구

이철호; 이동은; 김선규; 유현석; 최진섭

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자료유형: 학술저널

저자정보: 이철호 (인하대학교 화학.화학공학 융합학과) 이동은 (인하대학교 화학.화학공학 융합학과) 김선규 (인하대학교 화학.화학공학 융합학과) 유현석 (인하대학교 화학.화학공학 융합학과) 최진섭 (인하대학교 화학.화학공학 융합학과)

저널정보: 한국공업화학회 공업화학 공업화학 제26권 제3호

발행연도: 2015.1

수록면: 306 - 310 (5page)

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본 연구에서는 광 전기화학적 물 분해 전극 재료로 이용되는 산화철($Fe_2O_3$, hematite)을 표면적을 크게 하기 위하여 DC 열플라즈마 장치를 이용하여 나노입자로 합성한 후 전극을 제조 시 binder의 종류 및 조성을 다르게 하여 염기성 전해질에서 각각의 물 분해 효율을 측정하는 실험을 진행하였으며 질소 도핑을 통해 질소가 산화철의 광전기화학 반응에 끼치는 영향을 확인하였다. 산화철 전극을 제조하여 solar simulator를 이용한 LSV 실험을 통해 각 전극의 onset potential 및 설정한 전압 범위에서의 최대 전류밀도를 측정하였으며, 전극의 내구성 평가를 위하여 LSV 실험을 반복하여 진행하였다. CMC (carboxymethyl cellulose)를 50 : 1의 비율로 섞어 binder로 이용한 산화철 전극이 가장 높은 전류밀도인 $12mA/cm^2$의 전류밀도를 나타내었고, CMC를 20 : 1 비율로 섞은 binder를 이용할 시 $3mA/cm^2$의 초기 전류밀도를 가지고 약 20회의 반복 실험을 견뎌내는 내구성을 나타내었다. 질소의 도핑이 산화철 나노입자의 광 전기 화학적 반응에 끼치는 영향은 미미한 것으로 확인되었다.

#Hematite #Water splitting #Photoelectrochemistry #Binder #Oxygen evolution reaction

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