• 한국수소및신에너지학회논문집
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• 제21권1호
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• pp.64-71
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• 2010

This paper deals with an economic evaluation of domestic immersing type photoelectrochemical hydrogen production. We also make some sensitivity analysis of hydrogen production prices by changing the values of input factors such as the initial capital cost, the solar to hydrogen conversion efficiency, and the system duration time. The hydrogen production price of the immersing type photoelectrochemical system was estimated as 8,264,324 won/$kgH_2$. It is expected that the production cost by photoelectrochemical hydrogen production can be reduced to 26,961 won/$kgH_2$ if the solar to hydrogen conversion efficiency is increased to 14%, the system duration time is increased to 20,000 hours, and the initial capital cost is decreased to 10% of the current level. The photoelectrochemical hydrogen production is evaluated as uneconomical at this time, and we need to enhance the solar to hydrogen conversion efficiency and the system duration time as well as to reduce prices of the system facilities.

• 청정기술
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• 제27권1호
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• pp.85-92
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• 2021

태양에너지를 활용하여 전력을 생산하는 시스템인 Solar water battery는 광전기화학전지와 에너지저장시스템을 결합한 것으로 추가적인 외부 전압 없이 태양에너지의 전환과 저장을 동시에 할 수 있다. Solar water battery는 광전극, 저장전극 그리고 상대전극으로 구성되어 있고, 이들의 선택과 조합은 시스템의 성능과 효율에 있어 중요한 역할을 한다. 본 연구에서는 Solar water battery의 구성요소들을 변화시켜 시스템에 미치는 영향을 알고자 하였다. 상대전극이 방전 시 미치는 영향, 광전극과 저장전극의 전극 재료, 전해질의 종류에 따른 태양에너지 전환 효율과 저장 용량에 미치는 영향에 대해 연구하였다. 이들의 최적화된 구성(TiO2 : NaFe-PB : Pt foil)에서 15시간동안의 광조사 후의 방전 용량이 72.393 mAh g-1으로 시스템 구성 조건에 따라 광전환/저장 효율이 크게 영향을 받음을 확인 할 수 있었다. 또한, 유기 오염물질을 광전극 반응조내 전해질에 첨가하여 광전하를 효율적으로 분리시킴으로써 광전류 증가시켰으며, 이로 인해 저장용량이 향상되고, 동시에 오염물질도 분해시킬 수 있음을 확인하였다. 이처럼 Solar water battery는 추가적인 외부 전압이 필요없는 새로운 친환경 태양에너지 전환/저장 시스템이며, 나아가 수처리에도 활용할 수 있을 것으로 기대된다.

• 청정기술
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• 제15권3호
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• pp.202-209
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• 2009

질소 도핑된 $WO_3$ ($WO_3$:N) 막을 반응성 RF 마그네트론 스퍼터링을 이용하여 상온에서 증착한 다음, $300^{\circ}C$에서부터 $500^{\circ}C$의 온도 구간에서 후열처리(post-annealing)하였다. $WO_3$ 내 질소 음이온은 O 2p valence state와의 mixing effect 의해 광학적 밴드갭을 줄임으로써 장파장 영역의 빛을 흡수할 수 있었다. 더욱이 $350^{\circ}C$ 이상의 후열처리에 의해 $WO_3$:N의 결정성이 크게 향상됨을 발견하였으며, 동일 온도에서 열처리된 순수한 $WO_3$ 막보다 광전기화학 특성이 휠씬 우수한 셀 성능을 가짐을 알 수 있었다.

• 분석과학
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• 제11권1호
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• pp.13-19
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• 1998

Allylthiourea를 포함하고 있는 광전기화학전지를 이용하여, 태양에너지 변환을 위한 염료 감응시, 감응전류는 광조사 시간 증가에 따라 증감 현상을 보였다. 광조사 전후 염료 용액을 분광학적으로 분석한 결과 감응제와 초감응제 사이의 침전형성 반응과 염료의 광표백 현상이 광전류 감소와 관련되어 있는 것으로 확인되었다.

• 분석과학
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• 제11권1호
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• pp.20-28
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• 1998

감응제인 rose bengal과 초감응제인 allylthiourea를 포함하고 있는 광전기화학 전지를 이용하여 태양에너지를 전기에너지로 변환시킬 때, 광전류가 지속성이 없는 원인을 규명하기 위하여, 광조사 전후의 염료 용액을 형광 및 흡수 분광법으로 분석하였다. 그 결과, 감응제와 초감응제 사이에 광촉매 이합체화 반응이 일어나는 것을 확인하였다. 또한 이합체를 구성하는 각 분자의 기하학적 쌍극자 배열은 사각임을 확인하였다.

• 한국안광학회지
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• 제7권2호
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• pp.155-161
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• 2002

전도성 혹은 비전도성 지지체에서 전기변색이 가능한 수 nm에서 수액 nm 두께의 금속 니켈 박막 형성에 대한 연구를 수행하였다. 광학렌즈나 혹은 LCD에 사용되는 ITO, 실리콘 웨이퍼에 박막 형성에 대한 연구는 다양한 두께의 니켈 박막은 자체로서의 응용 가능성 뿐 아니라, 광전기화학 소자, 특히 선글라스로 대변되는 변색 소자에의 응용 가능성이 아주 크다. 이러한 소자들은 나노 기술 응용과 양자점의 응용 등으로 경박단소형의 렌즈나 전지, 유리 그리고 태양 선지 등에 응용이 가능하다. 전기화학적으로 니켈 금속을 ITO 유리위에 코팅한 후, AFM, XRD을 이용하여 미세구조를 확인하고, 순환전압전류법, 시간대전류법, 임피던스를 이용하여 이들의 전기화학적 박막 특성을 조사하였다.

• 한국신재생에너지학회:학술대회논문집
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• 한국신재생에너지학회 2010년도 춘계학술대회 초록집
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• pp.87-87
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• 2010

Photoelectrochemical (PEC) systems are promising methods of producing H2 gas using solar energy in an aqueous solution. The photoelectrochemical properties of numerous metal oxides have been studied. Among them, the PEC systems based on TiO2 have been extensively studied. However, the drawback of a PEC system with TiO2 is that only ultraviolet (UV) light can be absorbed because of its large band gap (3.2 - 3.4 eV). Two approaches have been introduced in order to use PEC cells in the visible light region. The first method includes doping impurities, such as nitrogen, into TiO2, and this technique has been extensively studied in an attempt to narrow the band gap. In comparison, research on the second method, which includes visible light water splitting in molecular photosystems, has been slow. Mallouk et al. recently developed electrochemical water-splitting cells using the Ru(II) complex as the visible light photosensitizer. the dye-sensitized PEC cell consisted of a dye-sensitized TiO2 layer, a Pt counter electrode, and an aqueous solution between them. Under a visible light (< 3 eV) illumination, only the dye molecule absorbed the light and became excited because TiO2 had the wide band gap. The light absorption of the dye was followed by the transfer of an electron from the excited state (S*) of the dye to the conduction band (CB) of TiO2 and its subsequent transfer to the transparent conducting oxide (TCO). The electrons moved through the wire to the Pt, where the water reduction (or H2 evolution) occurred. The oxidized dye molecules caused the water oxidation because their HOMO level was below the H2O/O2 level. Organic dyes have been developed as metal-free alternatives to the Ru(II) complexes because of their tunable optical and electronic properties and low-cost manufacturing. Recently, organic dye molecules containing multi-branched, multi-anchoring groups have received a great deal of interest. In this work, tri-branched tri-anchoring organic dyes (Dye 2) were designed and applied to visible light water-splitting cells based on dye-sensitized TiO2 electrodes. Dye 2 had a molecular structure containing one donor (D) and three acceptor (A) groups, and each ended with an anchoring functionality. In comparison, mono-anchoring dyes (Dye 1) were also synthesized. The PEC response of the Dye 2-sensitized TiO2 film was much better than the Dye 1-sensitized or unsensitized TiO2 films.