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광애노드(photoanode), 다크 캐소드(dark cathode), 및 상기 두개의 전극들 사이의 전해질을 포함하는, 광전기화학적(PEC, photoelectrochemical) CO2 환원 반응 시스템으로서,상기 다크 캐소드는 환원 그래핀 옥사이드(rGO) 기능성 층이 코팅된 TiO2 막을 포함하는 rGO/TiO2 전극이고,상기 전해질 내로 CO2 기체를 흘려주는 것인,광전기화학적 CO2 환원 반응 시스템
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제 1 항에 있어서,상기 다크 캐소드의 환원 그래핀 옥사이드(rGO) 기능성 층의 환원 정도를 조정하여 상기 다크 캐소드의 에너지 준위가 조정된 것인, 광전기화학적 CO2 환원 반응 시스템
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제 2 항에 있어서,상기 다크 캐소드의 상기 환원 그래핀 옥사이드(rGO) 기능성 층의 환원 정도에 따라 상기 환원 그래핀 옥사이드(rGO) 기능성 층 내 C-O 결합 대 C-C 결합의 비율이 0
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제 3 항에 있어서,상기 다크 캐소드의 상기 환원 그래핀 옥사이드(rGO) 기능성 층 내 C-O 결합 대 C-C 결합의 비율이 감소하면 상기 다크 캐소드인 rGO/TiO2 전극의 전도대 에너지 준위가 낮아지는 것인, 광전기화학적 CO2 환원 반응 시스템
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제 3 항에 있어서,상기 다크 캐소드의 상기 환원 그래핀 옥사이드(rGO) 기능성 층 내 C-O 결합 대 C-C 결합의 비율이 감소하면 상기 다크 캐소드인 rGO/TiO2 전극에서 반응 과전위가 낮아지고 전자 수명이 증가되는 것인, 광전기화학적 CO2 환원 반응 시스템
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제 1 항에 있어서,상기 광애노드에 가시광을 조사(irradiation) 하면 정공-전하 분리 및 물의 산화 반응이 발생하고,상기 다크 캐소드인 rGO/TiO2 전극에 외부 바이어스 전위를 인가하면 상기 rGO로부터 CO2 분자로 전자가 전달되어 CO2 환원 반응이 발생하여 CO2 음이온 라디칼(CO2·―)이 형성되는 것인, 광전기화학적 CO2 환원 반응 시스템
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제 6 항에 있어서,상기 광애노드에서 물의 산화 반응에 의하여 형성된 양성자(H+)가 상기 다크캐소드인 rGO/TiO2 전극에서 형성된 CO2 음이온 라디칼(CO2·―)로 전달되어 CHO 라디칼을 형성하여 C1-C2 액체 연료 화합물을 생성하는 것인, 광전기화학적 CO2 환원 반응 시스템
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제 7 항에 있어서,상기 C1 액체 연료 화합물은 포름알데하이드(HCHO)를 포함하고, 상기 C2 액체 연료 화합물은 에탄올(C2H5OH))을 포함하는 것인, 광전기화학적 CO2 환원 반응 시스템
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제 8 항에 있어서,상기 다크 캐소드인 rGO/TiO2 전극에서 rGO의 환원 정도와 상기 다크 캐소드에 인가되는 외부 바이어스 전위의 조정에 의하여 상기 C1 액체 연료 화합물과 상기 C2 액체 연료 화합물의 선택도가 조정되는 것인, 광전기화학적 CO2 환원 반응 시스템
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제 1 항에 있어서,상기 광애노드는 (040) 결정면이 엔지니어링된 BiVO4를 포함하는 것인, 광전기화학적 CO2 환원 반응 시스템
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