Speaker : Prof. Hyun Seo Park

Affiliation : 한국과학기술연구원 연료전지연구센터

Title: 광전기화학 및 전기화학 물분해-수소생산 (hotoelectrochemical Water Splitting-Hydrogen Production)

Date: September 28, 2016

Location : Science building 604

Time: 5 pm

Abstract : 석유, 석탄 등 화석 연료를 기반으로 하는 경제에서 벗어나 수소를 기반으로 하는 사회 경제 시스템을 만드는 것은 화석 연료 사용에 따른 이산화탄소 배출을 억제하고 환경을 보호하는 의미와 함께 석유 등 지하자원 의존에서 벗어나는 등의 의미가 있다. 풍력 에너지, 태양열, 태양광 등 다양한 재생 에너지원 중에서 태양광 에너지와 물, 그리고 이산화탄소를 이용하여 수소, 일산화탄소 및 이를 혼합한 합성가스(Syn-gas)를 생산하고 이를 이용하여 피셔-트롭시 반응(Fischer Tropsch Process)을 통해서 탄소 화합물을 합성하는 것은 기존 탄화수소 기반의 산업구조를 최대한 활용하면서도 온실 가스인 이산화탄소 배출의 저감에 기여하며, 그것을 미래의 에너지원과 여러 물질의 재료로 사용할 수 있게 한다.
인공광합성(Artificial Photosynthesis)은 위에서 언급한 태양광 에너지, 물, 그리고 이산화탄소 등을 이용해 수소, 이산화탄소, 및 탄화수소를 합성하는 것으로 지난 40여년간 널리 연구되고 있다. 인공광합성에 필요한 반응으로는 물분해 (양성자 환원과 물 산화)와 이산화탄소 환원 및 그에 따른 일산화탄소 및 탄화수소 생산 등이 있다. 그리고 인공광합성에서 광자 에너지를 이용하여 산화 또는 환원이 일어나는 화학반응을 가지기 위해서는 i) 광에너지을 흡수하기 위한 광촉매(또는 광전기화학촉매) 또는 염료 화합물, ii) 광촉매 표면에서 화학반응의 활성화 에너지를 낮추는 양성자 환원, 물 산화 반응의 전기화학촉매 등이 필요하며, 이를 효과적으로 이용할 수 있는 전극 구조와 광화학 반응기도 필요하다.
이에 본 발표에서는 인공광합성 반응의 한 분야인 물분해 수소생산을 중심으로 광전기화학 반응의 각 요소가 가지고 있어야 하는 성질과 광전기화학 수전해의 최근 연구 동향에 대해서 간략하게 소개하고자 한다.