2026-04-11 09:30:41
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KIMM成功展示576 cm²超大麵積光電極係統
韓國機械材料研究院（院長：柳錫鉉，以下簡稱KIMM）隸屬於國家科學技術研究會（會長：金永植），成功開發出一項可在自然陽光下穩定產生高光電流、從(cong)而(er)高(gao)效(xiao)製(zhi)備(bei)氫(qing)氣(qi)的(de)先(xian)進(jin)技(ji)術(shu)。該(gai)技(ji)術(shu)通(tong)過(guo)簡(jian)化(hua)以(yi)往(wang)複(fu)雜(za)的(de)多(duo)步(bu)驟(zhou)製(zhi)備(bei)流(liu)程(cheng)，大(da)幅(fu)縮(suo)短(duan)了(le)製(zhi)造(zao)時(shi)間(jian)，預(yu)計(ji)將(jiang)加(jia)速(su)太(tai)陽(yang)能(neng)驅(qu)動(dong)氫(qing)氣(qi)製(zhi)備(bei)技(ji)術(shu)的(de)商(shang)業(ye)化(hua)進(jin)程(cheng)。
由KIMM納米融合製造研究本部納米光刻與製造研究中心主任、首席研究員李智惠博士（Dr. Jihye Lee）領導的研究團隊，開發出一項新技術，可顯著提升BiVO₄（釩酸鉍）光電極的生產效率，從而最大化氫氣產率。BiVO₄是一種金屬氧化物，因其優異的光吸收能力及較高的太陽能到氫能（STH）轉換效率，被認為是太陽能分解水製氫係統的關鍵材料。
在此之前，BiVO₄前驅體溶液的濃度上限僅為100 mM，製備高性能薄膜需反複進行超過八次的旋塗和熱處理工序，嚴重影響了製程效率並增加了材料消耗，導致生產率較低。
為克服這一瓶頸，研究團隊通過優化乙酰丙酮、醋酸與二甲基亞碸（DMSO）的混合比例，成功製備出高濃度BiVO₄前驅體溶液。使用該溶液，僅需一次旋塗即可形成均勻且性能優異的BiVO₄薄膜，製備效率相比傳統工藝提升了約5.9倍。
此外，團隊成功製備出單塊麵積達144 cm²的大尺寸光電極，並將四塊串聯構建成576 cm²dechaodamianjiguangdianjixitong。zhideyitideshi，yanjiurenyuanjianggaixitongyuguitaiyangnengdianchibinglianhou，jinyikaoziranyangguangjikeshixianqingqidewendingshengcheng，wuxuwaibudianyuanzhichi。gaixitongzaiziranyangguangxiarengnengchanshengwendingqiegaoxiaodeguangdianliu，jidatigaolelvsezhiqingjishudejingjixingyunengxiao，xianzhuzengqiangleqishangyehuaqianjing。
李智惠博士表示：“本研究通過開發高濃度BiVO₄qianqutirongye，zaidamianjiguangdianjidezhibeixiaolvyuchannengfangmianshixianlezhongdatupo。womenqidaizheyichengguonengweishixiankechixunengyuanzhuanxingyulvseqingqideshangyehuazuochujijigongxian。”
基於該項技術，研究團隊已申請國內及PCT（專利合作條約）專利。研究成果已發表在英國皇家化學會旗下國際權威期刊 Journal of Materials Chemistry A（JCR一區，影響因子：10.7）上。
論文題目為：“Breakthrough in the large area photoanode fabrication process: high concentration precursor solution with solvent mixing and one step spin coating for high PEC performance of BiVO₄”（https://doi.org/10.1039/D4TA03349C）。
本研究得到KIMM基礎研究項目（“麵向超真實擴展現實設備的核心納米製造技術開發”）、韓國中小企業與初創企業部（產學研平台合作R&D項目）以及韓國產業通商資源部（電子元件產業技術開發項目與產業技術煉金術項目）的資助支持。
翻譯人：高豐言
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