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논문 기본 정보
- 자료유형
- 학위논문
- 저자정보
- 지도교수
- 이기영.
- 발행연도
- 2021
- 저작권
- 경북대학교 논문은 저작권에 의해 보호받습니다.
이용수11
이 논문의 연구 히스토리 (5)
2022
2021
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초 록
화석연료의 사용이 증가함에 따라 환경오염 및 급격한 기후변화에 의한 재난에 관심이 급증하고 있다. 이러한 재난들의 발생을 줄이기 위해서, 친화경적 에너지 생산에 관한 연구들이 지속적으로 이어지고 있다. 친환경적인 에너지로는 수소에너지, 태양에너지, 풍력에너지, 수력에너지 등이 있다. 이러한 것들 중에 최근 수소에너지에 대한 관심이 급증하면서, 수소에너지의 생산, 저장, 운송에 대한 3가지의 연구 및 개발 주제 중 본 학위 논문에서는 수소에너지의 생산에 초점을 두고 연구를 진행하였다. 여러 가지 수소 생산 방법 중 태양에너지를 함께 이용하는 광수전해에 관한 연구가 활발히 되고 있지만, 산업화에 필요한 양만큼은 생산되지 못하고 있다. 이 논문에서는, 전도성 산화막인 Fluorine-doped Tin Oxide (FTO)가 입혀진 유리의 표면적 개질을 통한 광전기화학적 수소 생산 효율을 향상시키고자 했다. 표면적 향상을 위해 FTO를 산성용액에서 각기 다른 3가지의 전기화학적인 방법을 통하여 표면 개질을 수행한 결과 실험 조건별 개질된 FTO를 얻을 수 있었다. 개질된 FTO 위의 광전기화학적 반응을 일으키는 박막 형태의 철산화물을 전착하였다. 철산화물의 전착을 위해 Fe2O4·7H2O와 붕산 수용액을 전해질로 사용해서 300 s의 짧은 시간 동안 6 V와 ?4V 에서 Pulse reverse electrodeposition (PRED)를 진행하였다. 전착 결과 200 nm 정도의 얇은 박막 형태의 철 산화물 형태를 얻을 수 있었고 열처리를 통해 광활성을 가지는 α-Fe2O3로 결정구조를 제어하였다. 그 결과 개질된 FTO위에 전착된 α-Fe2O3의 광수전해 효율이 개질되지 않은 FTO에 전착된 α-Fe2O3에 비하여 최대 100 mV의 과전압의 감소와 최대 1.7kΩ까지 전기전도성을 향상시켰다.
화석연료의 사용이 증가함에 따라 환경오염 및 급격한 기후변화에 의한 재난에 관심이 급증하고 있다. 이러한 재난들의 발생을 줄이기 위해서, 친화경적 에너지 생산에 관한 연구들이 지속적으로 이어지고 있다. 친환경적인 에너지로는 수소에너지, 태양에너지, 풍력에너지, 수력에너지 등이 있다. 이러한 것들 중에 최근 수소에너지에 대한 관심이 급증하면서, 수소에너지의 생산, 저장, 운송에 대한 3가지의 연구 및 개발 주제 중 본 학위 논문에서는 수소에너지의 생산에 초점을 두고 연구를 진행하였다. 여러 가지 수소 생산 방법 중 태양에너지를 함께 이용하는 광수전해에 관한 연구가 활발히 되고 있지만, 산업화에 필요한 양만큼은 생산되지 못하고 있다. 이 논문에서는, 전도성 산화막인 Fluorine-doped Tin Oxide (FTO)가 입혀진 유리의 표면적 개질을 통한 광전기화학적 수소 생산 효율을 향상시키고자 했다. 표면적 향상을 위해 FTO를 산성용액에서 각기 다른 3가지의 전기화학적인 방법을 통하여 표면 개질을 수행한 결과 실험 조건별 개질된 FTO를 얻을 수 있었다. 개질된 FTO 위의 광전기화학적 반응을 일으키는 박막 형태의 철산화물을 전착하였다. 철산화물의 전착을 위해 Fe2O4·7H2O와 붕산 수용액을 전해질로 사용해서 300 s의 짧은 시간 동안 6 V와 ?4V 에서 Pulse reverse electrodeposition (PRED)를 진행하였다. 전착 결과 200 nm 정도의 얇은 박막 형태의 철 산화물 형태를 얻을 수 있었고 열처리를 통해 광활성을 가지는 α-Fe2O3로 결정구조를 제어하였다. 그 결과 개질된 FTO위에 전착된 α-Fe2O3의 광수전해 효율이 개질되지 않은 FTO에 전착된 α-Fe2O3에 비하여 최대 100 mV의 과전압의 감소와 최대 1.7kΩ까지 전기전도성을 향상시켰다.
목차
Table of contents.................................................................ⅠAbstract............................................................................. ⅢList of tables....................................................................... ⅤList of figures..................................................................... Ⅵ1. Introduction.................................................................... 11.1 Theoretical background.................................................41.1.1 Surface treatment.....................................................41.1.2 Electrodeposition..................................................... 51.1.3 Photoelectrochemical water-splitting........................ 71.1.4 Electrochemical impedance spectroscopy................. 92. Experimental................................................................. 102.1 Surface treatment of FTO............................................ 102.2 Electrodeposition of Fe2O3 on FTO..............................112.3 Surface characterization...............................................112.4 Photoelectrochemical characterization..........................123. Results and discussion.................................................... 153.1 Surface treatment of FTO characterization......... ..........153.2 Electrodeposition of Fe2O3 on FTO characterization.... 203.3 Characterization...........................................................223.4 Photoelectrochemical properties.................................. 314. Conclusion..................................................................... 36Reference.......................................................................... 37
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