The photocatalytic reaction according to the wavelength of light and cocatalyst

1. Background and Introduction

광촉매 반응은 태양광과 같은 빛에 의해 촉진되는 화학 반응으로, 이 과정에서 촉매가 사용되며 반응 후에도 촉매는 변하지 않고 재활용 가능하다. 이러한 광촉매 반응은 에너지 변환 및 환경 정화 분야에서 중요한 역할을 한다. 특히, 이산화탄소 환원이나 물 분해와 같은 일에 있어서 광촉매는 지속 가능한 에너지 시스템 개발을 위한 유망한 방법론으로 주목받고 있다. 광촉매 반응에서 빛의 파장과 촉매의 종류는 반응의 효율성에 큰 영향을 미친다. 빛의 파장은 광촉매의 전자 전이 및 반응 경로를 결정짓는 중요한 요소로 작용한다. 일반적으로 광촉매는 특정 파장의 빛을 흡수하고 이를 통해 전자와 정공을 생성하여 화학 반응을 유도한다. 이 과정에서 흡수할 수 있는 빛의 파장이 촉매의 밴드갭 에너지와 정확히 일치해야만 하며, 이는 촉매의 물리화학적 성질에 따라 다르다. 예를 들어, 반도체 광촉매의 경우 자주 사용되는 TiO2는 주로 자외선 영역의 빛을 흡수할 수 있으며, 이는 이 촉매가 태양광 활용에 한계를 둔다. 최근에는 다양한 밴드갭을 가진 새로운 광촉매가 개발되고 있으며, 이들은 가시광선뿐만 아니라 자외선, …(생략)