COF 하이드라존 밀도 조절로 과산화수소 광촉매 성능 향상

태양 에너지를 화학 에너지나 고부가가치 화학물질로 전환하는 연구는 전 세계적인 에너지 위기 속에서 큰 주목을 받고 있습니다. 특히 과산화수소(H2O2)는 화학 합성 및 의료 소독에 널리 사용되는 강력한 산화제이자, 연료전지에서 무탄소 전기를 생산하는 청정에너지원으로 활용됩니다. 최근에는 공유 유기 골격체(COF)를 광촉매로 사용하여 물과 산소로부터 H2O2를 지속 가능하게 생산하는 연구가 활발히 진행되고 있으나, 광촉매 성능을 결정하는 연결 고리의 역할에 대한 체계적인 연구는 부족한 실정입니다. 본 연구에서는 COF 내의 이민 및 하이드라존 연결 고리 밀도 변화가 광촉매 H2O2 생산에 미치는 영향을 체계적으로 규명했습니다. 특히, 물과 산소에 대한 최적의 도킹 사이트를 제공하는 고밀도 하이드라존 연결 고리를 가진 COF가 H2O2 생성 활성을 크게 향상시키는 것을 확인했습니다. 순수한 물과 공기 조건에서 1588 μmol g−1 h−1의 높은 H2O2 생성 활성을 달성하여, 태양 에너지를 화학 에너지로 매우 효율적으로 전환할 수 있음을 입증했습니다. 이는 고성능 광촉매 달성을 위한 하이드라존 연결 고리 밀도의 중요성을 강조합니다. 본 연구 결과는 COF 기반 광촉매 설계에 있어 연결 고리 밀도 조절의 중요성을 제시하며, 향후 고효율 H2O2 생산 및 태양 에너지 전환 기술 개발에 기여할 것으로 기대됩니다.