K₀.₅Na₀.₅NbO₃ (NKN) 강유전성 광촉매

페로브스카이트 산화물 분말로서 강유전성과 광촉매 활성을 동시에 지니며, Park et al., Phys. Chem. Chem. Phys. (2014)에서 물 분해 H₂ 발생 연구에 활용되었다. 광활성화 상태와 초기화 상태 사이를 순환하며 순소비가 없으므로 → 촉매로 분류된다.

물질 파라미터

• 조성 K₀.₅Na₀.₅NbO₃ (NKN), 입도 ~1.5 µm 분말; Rietveld 정밀화에 의해 단사정계로 결정됨: a = 8.001 Å, b = 7.882 Å, c = 7.993 Å, β = 90.31° (see Park et al., Phys. Chem. Chem. Phys. (2014), Fig. 1b–c, Fig. 2c).
• 강유전성 히스테리시스: 잔류 분극 Pr = 14.7 µC cm⁻², 항전계 Ec = 14.0 kV cm⁻¹ (x = 0.5) (see Park et al., Phys. Chem. Chem. Phys. (2014), Fig. 2c).
• 넓은 밴드갭, UV 전용 활성 (가시광 응답 없음); n형.

촉매 거동

코로나 폴링 (corona-poling-powder-polarization) 후 형성된 지속적 내부 전기장 (ferroelectric-polarization-charge-separation)이 H₂ 발생을 촉진함: 0.47 mmol g⁻¹ h⁻¹ (분극화) vs 63 µmol g⁻¹ h⁻¹ (비분극화), x = 0.5에서 7.4배 향상 (450 W UV, 수성 메탄올 조건) (see Park et al., Phys. Chem. Chem. Phys. (2014), Fig. 3b; photocatalytic-HER-rate). PL 캐리어 수명은 폴링 시 1.64 → 3.31 ns로 연장됨 (Fig. 5).

이 항목은 강유전성 광촉매 분야에 대한 산화팀의 진입점으로, PEC 광양극 계열 (hematite-photoanode)과는 구별된다. 여기서 H₂는 바이어스가 인가된 전극이 아닌 현탁 분말 상에서 발생한다.