광촉매 H₂ 발생 속도 (현탁액)

입자 현탁액 광촉매 시스템(전극 없음, 외부 전압 없음)에서의 H₂ 발생 속도 — 촉매 그램당 기체 발생 속도로, PEC 전류 밀도와는 구별되는 지표이다.

KNaNbO₃-ferroelectric-photocatalyst (NKN)의 수성 메탄올 현탁액 계에 대해 (see Park et al., Phys. Chem. Chem. Phys. (2014), Fig. 3b, p. 3):

corona-poling-powder-polarization 처리 후 ferroelectric-polarization-charge-separation에 의해 향상이 유도됨.

교차 지표 주의. 본 값은 그램당 현탁액 H₂ 속도(AQY)이며, 전류 밀도가 아니다. photocurrent-density-pec, photoelectrochemical-current-density, 및 solar-to-hydrogen-efficiency (Si-NW STH, paper_025)와 같은 전극/STH 지표와는 별도로 취급해야 하며 — 수치를 직접 비교하는 것은 유효하지 않다.

램프 출력 참고 사항 (위키 내 모순 아님). 비분극 450 W 조건의 값(63 µmol g⁻¹ h⁻¹)은 Saito & Kudo (2010)가 순수 NKN에 대해 보고한 13 µmol g⁻¹ h⁻¹보다 높다. 저자들은 출력이 낮은 300 W Xe 램프 조건에서 직접 13 µmol g⁻¹ h⁻¹을 재현하였으며, 이로써 450 W 값이 램프 출력에 의존함을 확인하였다 (see Park et al., Phys. Chem. Chem. Phys. (2014), Fig. 3b).

PSI/BiVO₄ 하이브리드 Z-scheme (paper_048, 2015)

PSI-BiVO₄-Z-scheme-device (PtPSI를 metal-decorated-BiVO₄에 공유결합으로 연결한 시스템)는 백색 LED 가시광 조사 하에 희생 공여체 없이 순수한 물로부터 H₂를 발생시킨다:

(see Kim et al., Adv. Funct. Mater. (2015), Fig. 6a, Table 1.)

단위 주의. 이 값들은 단백질 정규화 또는 복합체 정규화 속도이며, 촉매 그램당 속도가 아니다 — 위의 NKN 그램당 현탁액 속도(paper_037)와는 통약 불가능하다. 교차 순위 비교를 하지 말 것.

MAPbI₃ 할라이드 페로브스카이트 HI 분해 (paper_069, 2016)

MAPbI3-perovskite-photocatalyst (CH₃NH₃PbI₃ 분말, DMSO 어닐링 + Pt 조촉매)은 포화 수성 HI 용액에서 λ ≥ 475 nm, 100 mW cm⁻² 조건 하에 2전자 HI 분해 (H₂ + I₃⁻)를 통해 H₂를 발생시킨다:

값은 Park et al., Nat. Energy (2016), Fig. 5a, Methods p. 7 참조. dynamic-equilibrium-perovskite-HI-splitting에 의해 안정화됨.

⚠ 기질은 HI이며, H₂O가 아님. 해당 지표는 태양광-화학 HI 분해 효율이며 STH가 아니다. 57 µmol g⁻¹ h⁻¹은 NKN의 470 µmol g⁻¹ h⁻¹ (paper_037, 물 기준)보다 약 8× 낮지만, 기질(HI vs H₂O)과 효율(0.81% HI 분해 vs NKN AQY 3.9%)이 서로 달라 위의 물 분해 행들(NKN; PSI/BiVO₄ 34 nmol h⁻¹)과 교차 순위 비교가 불가능하다. 실질적 모순은 없으며 — 단위 혼동의 위험만 존재한다.

단원자 Cu/TiO₂ 광활성화 HER (paper_129, 2019)

single-atom-Cu-TiO₂ (중공 아나타제 TiO₂의 Ti 공공에 도입된 0.75 wt% Cu; cooperative-single-atom-photoactivation 사이클을 통해 활성화됨)은 이 표에서 그램당 현탁액 HER 속도가 가장 높은 촉매로, 희생 메탄올 계(3:1 H₂O/MeOH, Ar, Xe 램프 100 mW cm⁻², 촉매 5 mg)에서 측정되었다:

값은 Lee et al., Nat. Mater. (2019), Figs. 4a,b, Supplementary Table 2 참조. 해당 논문은 기존 지구풍부 조촉매 벤치마크의 AQE 4.3–17.2% 범위를 (Supplementary Table 2) 인용하고 있으며, 45.5%는 비귀금속 조촉매 분야에서의 단계적 도약에 해당한다.

⚠ 교차 지표 / 단위 주의. 이 값은 메탄올 정공 포집제를 사용하는 **희생 현탁액의 겉보기 양자 효율(AQE)**이며 — 전체 물 분해가 아니다. 45.5% AQE @ 340 nm는 그램당 물 분해 속도 (NKN AQY 3.9%), 단백질 정규화 PSI/BiVO₄ 속도, 또는 HI 분해 효율(paper_069)과 직접 비교할 수 없다. 기질/포집제/지표가 모두 다르므로 교차 순위 비교를 하지 말 것. 위키 내 기존 HER 항목 중 4.3–17.2%의 지구풍부 범위를 초과하는 값은 없었다.

Pt 단원자 DSA/TiO₂ — 광화학적 결함 조율 (paper_229, 2024)

Pt-DSA-TiO₂ (아나타제 TiO₂의 광화학적으로 생성된 V_O 자리에 도입된 0.7 wt% Pt²⁺ 단원자; photochemical-defect-tuning-DSA로 제조)는 이 표에서 그램당 현탁액 HER 속도가 가장 높은 촉매로, 공정한 순위 비교를 위해 위의 Cu/TiO₂ 행과 동일한 메탄올 희생 조건 (Xe 램프 100 mW cm⁻², 촉매 5 mg) 에서 측정되었다:

값은 Lee et al., Nat. Mater. (2024), Fig. 4b; Extended Data Table 1 참조. 조촉매 담지량 >0.1 wt%인 TiO₂ 기반 광촉매 전체를 능가한다고 명시됨.

기존 최고 기록 대체. 164 mmol g⁻¹ h⁻¹은 동일한 희생 메탄올 현탁액 지표 하에서 위키 내 이전 최고 기록인 16.6 mmol g⁻¹ h⁻¹ (single-atom-Cu-TiO₂, paper_129)의 약 10×에 해당하며 — 이를 기록하는 supersedes 엣지가 생성된다. Cu/TiO₂ 항목의 교차 지표 주의 사항은 그대로 적용된다: 메탄올 정공 포집제를 사용하는 희생 AQE/현탁액 속도이며, 전체 물 분해가 아니므로 NKN 물 분해, PSI/BiVO₄ 단백질 정규화, HI 분해 행들과 교차 순위 비교할 수 없다. 모순 없음 — paper_229는 paper_129(참고문헌 12)를 인용하며 이를 명시적으로 능가한다고 주장한다.