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전기화학적 디바이스와 반응에서의 이온성 액체: 계면전기화학의 관리

전문가 제언: ○ 이온성 액체(Ionic Liquid: IL)는 양이온과 음이온으로만 구성된 융점이 100oC 이하의 염이다. 점도에 비해 이온 전도성이 높고 대부분 실온에서 액체이므로 RTIL(Room Temperature IL)이라고도 한다. 휘발성이 거의 없고 화학적 및 열적으로 안정하다. 대부분 유기물이지만 불연성이다. 뛰어난 특성으로 많은 응용이 실시되거나 시도되고 있다.

○ 이온성 액체는 넓은 범위의 유기물 및 무기물에 대한 용해력이 뛰어나 유기화합물의 합성과 분리 시 그린용매로서 기대가 높다. 휘발성 액체전해질이 문제되는 염료감응 태양전지나 리튬전지, 고분자연료전지 등의 이상적 전해질로 보인다. IL은 현재 높은 점도로 인한 낮은 이온 전도성 즉 낮은 출력 등 해결할 과제가 많으나, 최적의 이온선정, 이온겔 및 디바이스의 전고체화까지를 목표로 활기찬 연구가 진행되고 있다.

○ 양이온으로 이미다졸륨, 피롤리디늄, 피리디늄, 테트라알킬암모늄 등이 있고, 음이온으로는 PF6, BF4, dicyanamide(=dca), CF3SO3, ClO4, NO3, (CF3SO2)2N(=NTf2) 등이 유명하나, 새로운 이온이 계속 찾아지고 있다.

○ 본문에서 Australia의 Monash 대학교수인 D.MacFarlane 등은 IL의 여러 응용 중 지속가능한 에너지의 공급을 위한 염료감응 태양전지, 고에너지밀도용 리튬전지, 연료전지 등 전기화학 디바이스의 전해질로 각광받는 IL의 역할과 연구추세를 저자들의 연구결과를 중심으로 간결하게 정리하였다. 여기서는 고점도에 따른 저이온전도성을 음이온 NTf2에 의한 저점도화를 통해 해결해 나가는 여러 예를 강조하고 있다.

○ 국내 산업계에서는 (주)씨트리가 2000년부터 생산과 판매를 개시하여 2004년 산업자원부 주관 대한민국 기술대전에서 금상을 수상한바 있고 해외로까지 진출하고 있다. 인하대학교와 공동연구하고 있다.

○ 한국과학기술연구원의 송충의 박사는 환경친화적 IL을 키랄화합물 제조를 위한 촉매반응에 도입하여 고가인 촉매와 용매의 반복적 사용을 가능케 하였다. 이는 국내산업기술을 국제적인 수준으로 올리는 계기를 만들고 Chemical Innovation에도 올라 국내 IL 연구붐을 조성하였다.

저자: Macfarlane, DR; Forsyth, M; Howlett, PC; Pringle, JM; Sun, J; Annat, G; Neil, W; Izgorodina, EI; AF Macfarlane, Douglas R.; Forsyth, Maria; Howlett, Patrick C.; Pringle, Jennifer M.; Sun, Jiazeng; Annat, Gary; Neil, Wayne; Izgorodina, Ekaterina I.
자료유형: 학술정보

원문언어: 영어
기업산업분류: 화학·화공