Recently, harnessing sustainable energies has been demanded due to environmental issues caused by use of fossil fuels. As one of methods to utilize sustainable energies, solar-to-hydrogen conversion through photoelectrochemical (PEC) water splitting has attracted attention. However, various light-harvesting materials are either unstable under oxidative environment of water oxidation or poor at absorbing wide spectrum. In the study, I report a plasmonic photoanode by utilizing gold nanoparticles as a stable light-harvesting matetial, which contains multi-layered plasmonic nanostructures fabricated via layer-by-layer self-assembly and a catalyst for oxygen evolution reaction. Various enhancement mechanisms induced by surface plasmon resonance can occur in the plasmonic photoanode, improving PEC water splitting. Light absorption properties, structures, and PEC performances of the photoanode are investigated.
최근 화석 연료 사용으로 야기된 환경 문제들 때문에 지속 가능한 에너지의 활용이 요구되고 있다. 이러한 에너지 활용 방안 중 태양에너지를 활용한 광전기화학적 물분해 반응을 통해 수소 연료를 생산하는 것이 각광받고 있다. 그러나 빛을 수확하는, 많은 물질들은 물산화 반응에서 불안정하거나 혹은 넓은 영역의 빛을 흡수하기에 제한된 흡광 능력을 가지고 있다. 본 연구에서는 안정함과 동시에 좋은 흡광 능력을 가지고 있는 금 나노입자를 활용하여 자기조립된 다층 플라즈모닉 나노구조체를 기반으로 하고 보조 촉매를 도입한 광음극에 대해 다뤄진다. 이러한 플라즈모닉 광음극에서는 표면 플라즈몬 공명에 의한 다양한 향상 기작이 일어날 수 있는데, 이는 광전기화학적 물분해를 돕는다. 플라즈모닉 광음극의 흡광 특성, 구조, 광전기화학적 성능 등을 다루고자 한다.
