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박리된 단일벽 탄소나노튜브: 기초 수소센서

전문가 제언: ○ 탄소나노튜브는 1차원적 구조 때문에 역학적, 화학적 및 전자적 면에서 특성들을 가지므로 다양한 가능성 응용들에 유망한 물질이 되게 한다. 최근 CNT-기초 가스센서들은 더욱 빠른 응답, 더 높은 감도, 더 낮은 작동온도 등 뛰어난 성질들 때문에 상당한 주목을 받았다.

○ 원소 Pt와 Pd는 연료전지, 수소화물 배터리, 광학 스위칭 장치, 수소정제 막 및 수소센서와 같은 대부분의 수소-관련 기술들에서 높은 부식저항과 우수한 촉매성 때문에 잘 선태 된다. 이들 금속과 금속-SWCNT 계면들의 촉매성질을 완전히 활용하기 위하여, 그들을 SWCNT 위에 효율적으로 분산시키고 잘 분리된 SWCNT를 얻는 것은 대단히 중요하다.

○ SWCNT는 수소 완전 태움 기법을 통해 얻어진 Mn0.2Tb0.8Co2-H 위의 고정-층 촉매 반응기를 사용하여 메탄의 촉매화학 증착법으로 합성되었다. SWCNT는 정제와 화학처리 되어 Pd로 작용기화 되었고, SWCNT 표면위에 나노구조로 Pd 분산되었다. SWCNT의 Pd-작용기화는 수소에 대한 장치응답을 증가시켰고 아라비아고무로 처리하여 얻은 박리된 SWCNT는 순수한 정제된 SWCNT에 비교할 때 수소에 대한 더 좋은 응답을 보였다.

○ 다량의 SWCNT는 CH4을 그 CCVD법으로 합성되고 더 좋은 질의 SWCNT는 C2H2의 열분해에 의한 같은 방법으로 합성될 수 있다. 평탄한 유리기질 탄소 전극 위에 Pd 분산된 SWCNT를 분무시켜서 박리된 Pd-장식 SWCNT에 기초한 효율적인 수소가스 센서를 단순하고 저렴한 방법으로 제조되었다. 제작된 박막센서는 상온에서 수소에 대한 양호한 가역성과 재현성 응답을 나타냈다.

○ Pd-장식 박리된 SWCNT-기초 수소센서는 2-탐침법으로 박막 매트-같은 구조의 SWCNT에 대한 전기저항 측정으로 수소농도를 검출할 수 있다. 많은 분야들의 연구와 연료전지 공학기술에서 원료인 수소응용의 급증에 병행하여 최적 고성능 수소센서의 합성제작은 산업적으로 중요하며, 이 특수한 연구개발과정의 확대응용에 대한 도전이 강조된다.

저자: M. Krishna Kumar, A. Leela Mohana Reddy, S. Ramaprabhu
자료유형: 학술정보