Nanostructured metal tellurides for energy harvesting application

Abstract

The tellurium nanostructures are emerging based on their wide range of applications. They can be applied to gas sensing, photoconductive properties, Li-Te batteries, thermoelectric devices and energy harvesting. Also, the diverse Te nanostructures are synthesized with controlling composition, shapes, sizes and structures. various Te nanostructures with various forms and structures will exploit useful attributes related to their assembly process and nano-manufacturing. The morphology of transitional metal tellurides’ nanostructure is attracting a lot of attention because of their potential as electrochemical catalysts, sensors, and energy storage. Specifically, core-shell structure is one of nanostructures. Bi2Te3 nanostructures can be synthesized by various method such as solvo and hydrothermal. And it can apply to thermoelectric. Because of its potential application prospects, it attracted widespread interest in materials science such as energy collection, chip cooling, and chip sensing. Recently, Xu et al. proposed a one-step CVD method to have a monolayer core/shell structure of Ternary TMDs, and successfully produced a heterogeneous transistor and a photodetector that changes the bandgap laterally in the monolayer heterostructure. TMD synthesis of core/shell nanostructures using CVD can provide new strategies for large-area fabrication of effective and stable HER catalysts based on quasi 2D core-shell nanosheet with vertical array microstructure, and bandgap gradient and high mobility can provide new electronic, utility.;텔루륨 나노구조체는 광범위한 적용 가능성을 기반으로 등장하고 있다. 가스 감지, 광전도 특성, Li-Te 배터리, 열전 소자 및 에너지 하베스팅에 적용할 수 있다. 또한, 다양한 Te 나노구조는 조성, 형태, 크기 및 구조를 제어하여 합성된다. 다양한 형태 및 구조를 갖는 다양한 Te 나노 구조체는 그들의 조립 공정 및 나노 제조와 관련된 유용한 속성을 활용할 수 있을 것으로 기대된다. 구체적으로 전이금속 텔루라이드의 나노구조의 형태는 전기화학적 촉매, 센서 및 에너지 저장으로서의 잠재력 때문에 많은 관심을 끌고 있다. 구체적으로, core shell 구조는 나노 구조 중 하나이며 energy band gap의 쉬운 조절 때문에 합성 연구가 진행되고 있다. Bi2Te3 나노구조체는 솔보(solvo), 수열(hydrothermal) 등 다양한 방법으로 합성할 수 있으며 열전기에 적용될 수 있다. 이러한 잠재적인 응용 가능성 때문에 에너지 수집, 칩 냉각 및 칩 감지와 같은 재료 과학에 대한 광범위한 관심을 끌었습니다. 최근, Ternary TMDs의 단층 코어/쉘 구조를 갖는 1단계 CVD 방법을 제안하였고, 단층 헤테로 구조에서 밴드갭을 측면으로 변화시키는 이종 트랜지스터 및 광검출기를 성공적으로 제조하였다. 이러한 나노 구조의 텔레륨 화합물 중 물분해촉매로써 우수한 전기화학적 성능을 보이는 Ag-Te compound와 넓은 범위의 에너지 밴드갭으로 주목받는 TMD 소재 중 MoTe2와 WTe2를 활용하여 합성한 새로운 합금에 대한 연구를 진행하였다. CVD 증착 방법을 통하여 대면적으로 촉매를 합성하였으며, 수열 합성법을 통하여 질량비를 조절하여 CNT를 support 물질로 하는 산소 환원 반응 촉매를 합성하였다. 합성되는 촉매의 크기를 줄여 유효표면적을 늘리게 된다면 경제적으로 유리한 연료 전지 양극 촉매를 합성하여 연료 전지 상용화에 기여하여 탄소 절감에 기여할 수 있을 것으로 기대된다. 또한 새로운 합금 물질인 Mo1-xWxTe2의 비정질 특성과 투명성을 활용하여 광전자소자의 투명전극으로 활용한다면 태양 전지의 구동 효율을 증가시켜 에너지 하베스팅에 기여할 수 있을 것으로 기대한다.