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광양극(photoanode), CIGS(Cu(In,Ga)Se2) 광전지(photovoltaic) 및 음극(cathode)을 포함하되, 상기 광양극은 FeOOH/BiVO4, NiOOH/BiVO4 및 NiOOH/FeOOH/BiVO4로 구성된 군에서 선택되는 하나이고, 상기 음극은 ITO(indium tin oxide), 스테인리스강(stainless steel), TiO2, 유리탄소전극(glassy carbon electrode), 탄소직물(carbon cloth), 카본펠트(carbon felt) 및 탄소나노튜브 버키페이퍼(carbon nanotube buckypaper)로 구성된 군에서 선택되는 하나 이상인 것을 특징으로 하는 광전기화학(PEC) 장치
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제1항에 있어서, 상기 광양극, CIGS 광전지 및 음극이 탠덤(tandem) 구조를 이루는 것을 특징으로 하는 광전기화학(PEC) 장치
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제1항에 있어서, 상기 ITO는 다공성 인듐 주석 산화물(mesoporous indium tin oxide; mesoITO)인 것을 특징으로 하는 광전기화학(PEC) 장치
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제1항에 있어서, 보조인자 재생용 또는 수소 생산용 장치인 것을 특징으로 하는 광전기화학(PEC) 장치
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다음 단계를 포함하는 보조인자 재생방법:(a) 제1항, 제2항, 제5항 및 제6항 중 어느 한 항의 광전기화학(PEC) 장치에 산화형 보조인자, 전자전달 매개체 및 전자공여체를 포함하는 용액을 첨가하는 단계; 및(b) 상기 광전기화학(PEC) 장치에 광원을 조사하여 상기 산화형 보조인자를 환원형 보조인자로 재생하는 단계
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제7항에 있어서, 상기 전자공여체는 물(H2O), 트리에탄올아민(TEOA, triethanolamine), 에틸렌디아민테트라아세트산(EDTA, Ethylenediaminetetraacetic acid), 시트르산(Citric acid), 아스코르빈산(Ascorbic acid) 및 옥살산(Oxalic acid)으로 구성된 군에서 선택되는 것을 특징으로 하는 보조인자 재생방법
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제7항에 있어서, 상기 산화형 보조인자는 NAD+(nicotinamide adenine dinucleotide), NADP+(nicotinamide adenine dinucleotide phosphate), FAD+(flavin adenine dinucleotide) 및 FMN+(flavin monoucleotide)로 구성된 군에서 선택되는 것을 특징으로 하는 보조인자 재생방법
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제7항에 있어서, 상기 전자전달 매개체는 메틸비올로겐, 루테늄(Ⅱ) 복합체 및 로듐(Ⅲ) 복합체로 구성되는 군에서 선택되는 것을 특징으로 하는 보조인자 재생방법
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제10항에 있어서, 상기 로듐(Ⅲ) 복합체는 (펜타메틸사이클로펜타디에닐-2,2'-비피리딘클로로)로듐(III):[Cp*Rh(bpy)H2O]2+인 것을 특징으로 하는 보조인자 재생방법
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다음 단계를 포함하는 인공광합성 방법:(a) 제1항, 제2항, 제5항 및 제6항 중 어느 한 항의 광전기화학(PEC) 장치에 산화형 보조인자, 전자전달 매개체 및 전자공여체를 포함하는 용액을 첨가한 다음, 광원을 조사하여 보조인자를 재생시키는 단계; 및(b) 상기 재생된 보조인자를 산화환원효소의 기질의 산화환원 반응에 사용하여 유용물질을 제조하는 단계
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제12항에 있어서, 상기 전자공여체는 물(H2O), 트리에탄올아민(TEOA, triethanolamine), 에틸렌디아민테트라아세트산(EDTA, Ethylenediaminetetraacetic acid), 시트르산(Citric acid), 아스코르빈산(Ascorbic acid) 및 옥살산(Oxalic acid)으로 구성된 군에서 선택되는 것을 특징으로 하는 인공광합성 방법
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제12항에 있어서, 상기 산화형 보조인자는 NAD+(nicotinamide adenine dinucleotide), NADP+(nicotinamide adenine dinucleotide phosphate), FAD+(flavin adenine dinucleotide) 및 FMN+(flavin monoucleotide)으로 구성된 군에서 선택되는 것을 특징으로 하는 인공광합성 방법
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제12항에 있어서, 상기 전자전달 매개체는 메틸비올로겐, 루테늄(Ⅱ) 복합체 및 로듐(Ⅲ) 복합체로 구성되는 군에서 선택되는 것을 특징으로 하는 인공광합성 방법
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제15항에 있어서, 상기 로듐(Ⅲ) 복합체는 (펜타메틸사이클로펜타디에닐-2,2'-비피리딘클로로)로듐(III):[Cp*Rh(bpy)H2O]2+인 것을 특징으로 하는 인공광합성 방법
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제12항에 있어서, 상기 산화환원효소는 FDH(formate dehydrogenase), GDH(glutamate dehydrogenase), ADH(Alcohol dehydrogenase), G6PDH(glucose-6-phosphate dehydrogenase), LDH(lactic dehydrogenase), MDH(malate dehydrogenase) 및 SDH(succinic dehydrogenase)로 구성된 군에서 선택되는 것을 특징으로 하는 인공광합성 방법
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제12항에 있어서, 상기 재생된 보조인자는 (b) 단계의 산화환원 반응 후 산화되어 (a) 단계에 재첨가 되는 것을 특징으로 하는 인공광합성 방법
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제1항, 제2항, 제5항 및 제6항 중 어느 한 항의 광전기화학(PEC) 장치에 전해질 용액을 첨가한 다음, 광원을 조사하는 단계를 포함하는 수소 생산방법
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제19항에 있어서, 상기 전해질 용액은 물(H2O) 및 이온화 화합물을 포함하고, 상기 이온화 화합물은 염화리튬, 염화칼륨, 염화나트륨, 염화칼슘, 질산칼륨, 질산나트륨, 황산칼륨, 황산나트륨 및 이들의 혼합물로 이루어진 군으로부터 선택되는 것을 특징으로 하는 수소 생산방법
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