장지현 연구실

본 연구는 BiVO₄ 광양극의 낮은 전하 이동도와 높은 재결합률 문제를 해결하기 위해 V⁵⁺ 자리에 다양한 산화 상태의 양이온을 도핑하는 전략을 제안합니다. DFT 계산을 통해 Ti⁴⁺ 도핑 BiVO₄가 우수한 성능을 보이며, 정공 이동도 0.3802 cm² V⁻¹ s⁻¹, 전자 이동도 0.1527 cm² V⁻¹ s⁻¹을 달성하고 과전압을 0.97 V에서 0.41 V로 감소시킵니다.

본 연구는 태양열 담수화를 위해 CuMnCrO₄ 삼원 스피넬 산화물을 처음 도입하였습니다. 밴드갭을 2.3에서 1.49 eV로 좁혀 태양 흡수를 향상시켰으며, 1-sun 조건에서 4.1 kg m⁻² h⁻¹의 증발 성능을 달성했습니다. 면직물과 소수성 폴리에스터 스트립으로 구성된 역U자형 구조는 3주간 염분 축적 없이 안정적으로 작동하며, 산성/염기성 및 오염수 환경에서도 높은 효율을 유지합니다.

본 연구는 산소 결핍 이중 페로브스카이트 산화물 PrBa₀.₅Sr₀.₅Co₁.₅Fe₀.₅O₆₋δ를 헤마타이트 표면에 코팅하여 S-scheme 헤테로접합을 형성합니다. Si:Ti-Fe₂O₃/PBSCF 광양극은 1.23 V_RHE에서 3.70 mA cm⁻² 광전류 밀도(약 1.4배 증가)를 달성하며 120시간 우수한 안정성을 보입니다.