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논문KCI 등재

GaN를 이용한 광전기화학적 물분해

Photoelectrochemical Water Splitting Using GaN

오일환
한국전기화학회 (The Korean Electrochemical Society)|2014.02|전기화학회지 (Journal of the Korean Electrochemical Society)|제17권 제1호|pp. 1-6

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Water splittingGallium nitrideChemical stability
주제분류화학

초록

본 총설은 질화 갈륨(GaN)을 이용한 광전기화학적 물분해 연구에 대해 정리하였다. GaN는 화학적으로 안정하고 에너지 띠간격 조절이 자유롭다는 장점으로 최근 물분해를 위한 새로운 광전극 물질로 연구되고 있다. 다른 화합물 반도체 물질은 강산 혹은 강염기 전해액에 의해 쉽게부식되기 때문에 광산화전극(photoanode)으로는 사용이 어려운 반면, n형 GaN는 뛰어난 안정성덕분에 산화 분위기의 산소 발생 전극으로도 활용이 가능하다. 또한, 최근에는 p형 GaN을 환원전극으로 이용한 광전극에 대한 연구도 보고되었다. GaN 물질이 실제 응용되기 위해 필요한 과제들에 대해 다루었다

Abstract

This review article summarizes photoelectrochemical water splitting using galliumnitride (GaN). GaN materials have been studied as novel photoelectrode material due to itschemical stability and easy band gap engineering. Unlike other semiconductor materials thatare easily corroded in strongly acidic or alkaline electrolyte, n-type GaN is chemically stableenough to be used as photoanode in oxygen evolution reaction. Furthermore, studies on p-typeGaN have been recently reported. This review briefly discusses problems that need to be solvedbefore GaN materials find widespread use in solar fuel application.

참고문헌 (21)

  1. J. A. Turner, "Sustainable Hydrogen Production", Science, 305, pp.972~ (2004)
  2. M. G. Walter, "Solar Water Splitting Cells", Chem. Rev, 110, pp.6446~ (2010)
  3. A. Fujishima, "Electrochemical photolysis of water at a semiconductor electrode", Nature, 238, pp.37~ (1972)
  4. K. Fujii, T, "Hydrogen gas generation by splitting aqueous water using n-type GaN photoelectrode with anodic oxidation", Jap. J. Appl. Phys, 44, pp.L543~ (2005)
  5. K. Fujii, "Hydrogen generation from aqueous water using n-GaN by photoassisted electrolysis", physica status solidi (c), 3, pp.2270~ (2006)
  6. K. Fujii, "Band-edge energies and photoelectrochemical properties of n-type Al(x)Ga(1-x)N and In(y)Ga(1-y)N alloys", J. Electrochem. Soc, 154, pp.B175~ (2007)
  7. J. Li, "Direct hydrogen gas generation by using InGaN epilayers as working electrodes", Appl. Phys. Lett, 93, pp.162107~ (2008)
  8. S.-Y. Liu, "Improved Hydrogen Gas Generation Rate of n-GaN Photoelectrode with SiO2 Protection Layer on the Ohmic Contacts from the Electrolyte", J. Electrochem. Soc, 157, pp.B266~ (2010)
  9. I. Waki, "Direct water photoelectrolysis with patterned n-GaN", Appl. Phys. Lett, 91, pp.193519~ (2007)
  10. B. AlOtaibi, "High efficiency photoelectrochemical water splitting and hydrogen generation using GaN nanowire photoelectrode", Nanotechnology, 24, pp.175401~ (2013)
  11. S.-Y. Liu, "Immersed finger-type indium tin oxide ohmic contacts on p-GaN photoelectrodes for photoelectrochemical hydrogen generation", Optics Express, 20, pp.A190~ (2012)
  12. K. Aryal, "Hydrogen generation by solar water splitting using p- InGaN photoelectrochemical cells", Appl. Phys. Lett, 96, pp.052110~ (2010)
  13. N. Arai, "Effects of divalent metal ion (Mg2+, Zn2+ and Be2+) doping on photocatalytic activity of ruthenium oxide-loaded gallium nitride for water splitting", Catalysis Today, 129, pp.407~ (2007)
  14. N. Arai, "Overall water splitting by RuO2-dispersed divalent-ion-doped GaN photocatalysts with d(10) electronic configuration", Chem. Lett, 35, pp.796~ (2006)
  15. K. Maeda, "Solid Solution of GaN and ZnO as a Stable Photocatalyst for Overall Water Splitting under Visible Light", Chem. Mat, 22, pp.612~ (2010)
  16. K. Maeda, "GaN : ZnO solid solution as a photocatalyst for visible-light-driven overall water splitting", J. Am. Chem. Soc, 127, pp.8286~ (2005)
  17. K. Maeda, "Photocatalyst releasing hydrogen from water", Nature, 440, pp.295~ (2006)
  18. B. AlOtaibi, "Highly Stable Photoelectrochemical Water Splitting and Hydrogen Generation Using a Double- Band InGaN", GaN Core, Nano Letters, pp.2013, 13[DOI]
  19. D. F. Wang, "Wafer-Level Photocatalytic Water Splitting on GaN Nanowire Arrays Grown by Molecular Beam Epitaxy", Nano Letters, 11, pp.2353~ (2006)
  20. 오일환, "MAC Etch를 이용한 Si 나노 구조 제조", 전기화학회지, 16(1), pp.1~8 (2013), 한국전기화학회
  21. 김현식, "Preparation and Photoelectrochemical Behavior of Cu2O", TiO2 Inverse Opal Heterojunction Arrays, 2012, pp.15(3), 149~153[DOI]

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