본 연구는 탄소재료를 이용한 복합광촉매의 제조 및 이를 이용한 수소생산 방법에 관한 것 이다. 탄소재료는 높은 비표면적과 전기전도성 및 화학적 안정성을 지니고 있어 수 처리, 전자, 자동차 재료 분야에 활용되고 있다. 뿐만 아니라 최근의 환경오염과 에너지원 고갈의 문제가 대두됨에 따 라 탄소재료를 활용한 지속가능하고 친환경적인 대체에너지인 수소 생산 시스템을 개발하는 연구 가 집중적으로 이루어지고 있다. 1부에서는 탄소재료 및 수소의 전반적인 특성을 소개하고 광촉매 의 구동원리를 파악한 뒤 탄소재료와 광촉매의 복합화를 위한 중요한 요소를 논의하고 2부에서는 효율적인 수소생산 시스템을 구성하기 위해 필요한 탄소재료의 중요한 물리화학적 특성들을 기술 하였다. 탄소재료의 전기전도성이 광촉매를 이용한 수소생산에서 중요한 역할을 한다는 것을 확인 하였으며 황화물계의 희생시약을 사용할 경우 비표면적이 증가할수록 수소생산 효율을 감소한다는 결론을 도출할 수 있었다. 3부에서는 탄소재료를 이용한 복합광촉매를 제조할 경우에 필요한 가시 광촉매의 제조조건들(입자의 분산성, 크기, 결정성)을 조절하는 연구에 대해서 기술하였다. 광촉 매입자를 형성할 때의 전구체 용매의 특성에 따라 입자의 분산성과 크기가 달라짐을 확인하였다. 4부에서는 탄소재료를 이용한 복합광촉매를 제조할 경우 탄소재료의 두께가 수소생성에 미치는 영 향을 기술하였으며 최적의 탄소재료의 두께를 파악하였다. 마지막으로 5부에서는 유연한 자외선센 서 및 수소생성을 위한 재료를 제작하기 위해 PET 직물 상에 광촉매를 복합화하는 방법에 관하여 기술하였다. 탄소복합반도체의 응용에 있어서 반도체의 형상을 조절함으로서 탄소복합반도체 광촉 매는 태양광 수소생산 시스템에 활용할 수 있을 뿐만 아니라 유연하고 높은 전도성을 지니는 광센 서로서도 활용할 수 있음을 확인하였다.
Thesis Advisor: Prof. Hyunwoong Park