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2020/06/18 汉阳新闻 > 学术 > 이달의연구자

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[本月研究者]朴宰佑教授,开发光触媒电荷输送层以提高光触媒效率

朴宰佑教授研究组,通过开发CTL为环境及能源技术的发展做出贡献

Global News Team

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http://www.hanyang.ac.kr/surl/56sRB

内容
        触媒是指加快化学反应速度的物质,用于提高化学反应的速率(反应物对生成物的数量)。其中光触媒是在光照射下引起触媒反应的物质,将有害物质变换为水与碳酸气,分解为无毒、无臭的物质。光触媒无需其他能源或物质,只利用光即可分解有、无机化学物质,是很有效的技术。
 
▲建设环境工学系朴宰佑教授进行各种研究,以控制及净化整个环境中的污染物。

        光触媒反应是基于电子与空穴(电洞)的氧化还原反应,可适用于有关氧化还原反应的所有领域。目前,光触媒用于水质净化、除臭、抗菌等环境领域及通过水分解生产氢能源的技术。
 
        由于在光触媒反应中已形成的电子与空穴的状态不稳定,会产生回到原状的电子空穴再结合现象(以下简称“再结合”),再结合是降低光触媒反应活性的主要原因之一。为了解决这种问题,很多有关光触媒改善研究都集中于抑制再结合。
 
        建设工学系教授朴宰佑研究 组利用与以往不同的电荷传达体输送层(Charge carrier transfer layer,CTL)开发出将电子从空穴分离出来的方法。(Applied Cataltsis B:Environmental,265,15 May 2020,118564)以往为了防止再结合利用的不是分离方式,而是延长再结合通道降低再结合速度的方式,尽管这可以延长寿命,但不能从根本上抑制再结合。
 
▲利用CTL的光触媒结构,在光触媒(黄色层)发生的电子通过CTL(绿色层)积累至电荷收集器上(蓝色层)。(Elsevier提供)

        利用CTL的光触媒可分为3个结构:在光线照射下形成电子空穴的光触媒、选择性移动电子的CTL、积累并储存移动电子的电子收集器。结构的核心CTL输送电子并抑制空穴的通过。
 
        由此,电子从光触媒移到电子收集器,从而抑制了再结合。电子与空穴各积累于电子收集器与光触媒表面。与以往的研究不同,朴教授研究组的方法不仅是减慢现有的再结合,还可以在电子分离后阻止逆向移动,在防止再结合上保持较高的“触媒反应活性。
 
▲朴宰佑教授的研究组。朴教授(前排左边第三位)说“我被选为本月研究者应归功于我们研究组的努力”。

      朴教授组的研究结果证明了触媒系统包含CTL时会增高氢生成及污染物质分解可能性。朴教授说:“在可视光线调查下,利用CTL的触媒速率比以往的触媒高78%”,“利用CTL的触媒可广泛用于环境及能源等领域”。
 
        在本次采访中,朴教授一直谦虚地表示:“还有很多比我更优秀的教授们,不知道我被选为本月研究者合不合理”,“没有与我共同研究的研究生的许多思考与努力,绝不会有像这次一样的研究结果”,“该论文是巴基斯坦国费留学生安瓦尔(建设环境工学系博士课程)作为主要研究者努力的结果,感谢包括哈桑学生等为研究而努力的所有学生”。


Global News Team
global@hanyang.ac.kr
译 金在昱
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