일반기술

물분해용 광촉매 및 이를 이용한 물분해 방법

물을 산소와 수소로 분해시키는 기술은 풍부한 수자원으로부터 대체 에너지로 이용가능성이 높은 수소를 대량 확보할 수 있다는 점에서 중요한 기술로 여겨지고 있다. 기존의 TiO2 또는 SrTiO3와 같은 광촉매는 양자 수율(광반응 생성물의 제조에 실제로 사용된 흡수 광자의 백분율)이 약 1 미만으로 매우 낮아 실용성이 거의 없었다. 본 기술에 의한 광촉매는 상온, 상압에서 높은 효율로 물을 광분해하여 수소와 산소를 제공할 수 있고, 이 광촉매를 이용하여 물을 효율적으로 분해할 수 있다. 따라서, 본 기술의 광촉매를 사용하면 수소발생율을 높혀서 대량의 수소를 대체 에너지로 이용할 수 있는 가능성을 크게 높일 수 있다.본 기술의 물분해용 광촉매의 화학식은 AnBnO3n+2 (여기서, A는 칼슘 및 란탄으로부터 선택되는 하나 이상의 원소이고, B는 니오븀 및 티탄으로부터 선택되는 하나 이상의 원소이고, n은 4 또는 5임)이고, 촉매 총중량을 기준으로 0.1 내지 3 중량의 금속(니켈, 백금, 세슘, 비스무트 또는 루테늄)이 담지된 것이 바람직하며 300 내지 800℃에서 환원처리하고 200 내지 500℃에서 산화처리한다. 또한, 저급 유기 알콜을 희생시약으로 사용하고 pH를 7 내지 12로 하는 것이 물분해 효율을 높이는 것이다. 이와 같이 제조된 본 기술에 의한 물분해용 광촉매는 양자 수율이 5를 넘어서 효율적이며 상온, 상압에서 물을 분해함으로써 미래의 대체 에너지로 수소를 이용할 수 있도록 하는데 크게 기여할 수 있다.