Solar Energy (태양에너지)

The Korean Solar Energy Society (한국태양에너지학회)
권호 표지

A Preliminary Study on the Solar-Hydrogen System Utilizing Photoanodic $TiO_2$ Semiconductor Electrode

$TiO_2$ 태양광 전극을 이용한 태양-수소 제조시스템 기초연구

  • Lee, Tai-Kyu (New and Renewable Energy Research Center, Applied Solar Energy Lab, Korea Institute of Energy and Resources) ;
  • Cho, Suh-Hyun (New and Renewable Energy Research Center, Applied Solar Energy Lab, Korea Institute of Energy and Resources) ;
  • Jo, Duk-Ki (New and Renewable Energy Research Center, Applied Solar Energy Lab, Korea Institute of Energy and Resources) ;
  • Chea, Young-Hi (New and Renewable Energy Research Center, Applied Solar Energy Lab, Korea Institute of Energy and Resources)
  • 이태규 (신재생 에너지 연구센터, 태양에너지 응용연구실, 한국동력자원연구소) ;
  • 조서현 (신재생 에너지 연구센터, 태양에너지 응용연구실, 한국동력자원연구소) ;
  • 조덕기 (신재생 에너지 연구센터, 태양에너지 응용연구실, 한국동력자원연구소) ;
  • 최영희 (신재생 에너지 연구센터, 태양에너지 응용연구실, 한국동력자원연구소)
  • Published : 1991.09.27
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Abstract

Electrochemical reaction utilizing the semiconducting photoanodes can be applied to the photoelectrolysis of water to produce hydrogen. In this preliminary experiment, $TiO_2$ photoanodes were prepared by sintering anatase-$TiO_2$ powder at $1,250^{\circ}C$ and thermal oxidizing titanium plate at $850^{\circ}C$ in air and oxygen, respectively. Their surface structures were observed by XRD and optical microscope. I-E characteristics of thermally oxidized $TiO_2$ photoanode were also investigated under illuminated and dark conditions using 1 N and 0.1 N NaOH electrolyte solutions.

본 실험에서는 태양광의 photon energy를 활용한 물분해 수소제조 연구를 위하여 일차적으로 $TiO_2$ 광전극의 제조와 함께 전기화학적 특성관찰의 기초실험을 수행하였다. $TiO_2$ anatase 분말을 원형으로 molding 한 후 $1250^{\circ}C$에서 sintering하여 n형 반도체 전극을 제조하였으며, titanium plate를 직접 funace내에서 $800^{\circ}C$의 공기 및 산소 분위기 속에서 각각 산화막을 생성시켰다. 각 전극들의 XRD pattern을 관찰한 결과 rutile $TiO_2$ 성질의 표면구조를 지니고 있었으며, 표면상태를 광학 현미경으로 관찰하였다. 선택된 $TiO_2$ 전극의 전기적 특성을 조사하기 위하여 두가지 농도의 NaOH electrolyser내에서, dark상태 그리고 Xenon lamp를 활용한 illuminated상태에 대하여 각각의 I-E 특성을 Potentiostat을 이동하여 관찰분석하였다.

Keywords