광촉매는 태양광을 이용하여 페놀 유도체 및 염소계 화합물등과 같은 수질 오염물질을 제거하는 데 활용 되어 왔으며, 최근에는 물 분해 반응 및 CO2 환원 반응을 통한 수소, 메탄, 포름산, 메탄올 등의 연료를 생산해 낼 수 있는 청정 에너지원으로써 각광 받고 있다. 본 연구실에서는 반도체 나노소재인 양자점을 가지고, 가시 광에서부터 근적외선에 이르기 까지 효과적으로 빛을 활용 할 수 있는 광촉매를 제작하기 위한 연구를 진행 중이다.

• 안정화를 위한 Cl 표면 처리된 양자점에서의 수소 생성 메커니즘 규명

양자점의 안정성을 높이기 위해서는 산화를 방지할 수 있는 표면 처리가 중요하다. 하지만 안정성을 높이기 위해 표면 처리를 하면, 광촉매 반응 시 광여기된 전하의 거동이 다르게 나타날 수 있다. 본 연구에서는 Cl 처리된 양자점에서의 전하의 거동을 물분해 반응을 통해 관측하였고, 이를 통해 수소 생성 메커니즘을 규명하는 연구를 진행하였다.

• 금속 산화물 기반 광촉매의 표면 이종금속 물질을 이용한 이산화탄소 전환 효율 향상

광촉매를 통한 이산화탄소 전환은 이산화탄소의 흡탈착 에너지 및 중간생성물의 안정적인 결합과 큰 연관이 있다. 본 연구실에서는 금속 산화물 반도체 기반 광촉매의 활성과 표면 조촉매의 제어를 통해 광전하를 생성하고, 이를 이산화탄소 전환에 효과적으로 사용될 수 있도록 유도하였다. 이종금속 물질을 도입하여 수소이온의 결합 및 중간생성물인 일산화탄소의 결합을 강화시켜 메탄 생성 반응을 촉진시켰다.