새로운 전극을 사용하는 현장 불소 발생장치의 개발

전문가 제언

○ 불소가스(F2)는 공업적으로 KF???2HF 용융염의 전기분해법으로 제조되며 불소가스의 주 용도는 우라늄 농축용 UF6, 고 유전체가스 SF6의 합성이나 최근에는 반도체, 태양전지, 액정디스플레이 생산용 CVD 장치의 드라이클리닝 가스나 폴리머, 탄소재료의 표면개질 등에 사용된다. F2는 격렬한 반응성 때문에 취급이 어려운 산화제로서 고가의 가스이다. 따라서 산업계에서는 안전하고 조작성이 양호하고 현장에서 불소를 발생시킬 수 있는 시스템의 요구가 대두되고 있다.

○ F2는 KF???2HF 용융염의 전기분해에서 양극 생성가스로 얻어지는데 이 프로세스의 최대 문제는 전기분해 시에 생성되는 저 표면에너지 화합물이 탄소전극의 표면을 피복하여 전극과 전해액의 젖음 현상이 줄어들고 이로 인해 전해 전압이 급격히 상승하는 현상으로서 이를 양극효과라 부른다.

○ 불소-흑연층간 화합물이 전극의 양극효과 발현을 억제하는 기술을 활용하여 개발된 탄소전극이 공업용 전해에 의한 F2 합성에 이용되고 있으나 양극효과 문제가 완전히 해결된 것은 아니다. 본고는 붕소를 도핑한 다아이몬드를 탄소전극에 열 필라멘트 CVD법으로 피복한 전극이 KF?2HF 용융염 중에서 양극효과를 발생하지 않고 높은 전류밀도로 장시간 전해가 가능함을 발견하고 그 연구 결과를 보고한 것이다. 또한 이 전극을 이용한 현장 발생장치를 시험 제작하여 그 가능성을 검토하고 있다.

○ F2의 원료가 되는 HF는 형석(CaF2)과 황산의 반응으로 합성된다. 형석은 전 세계 매장량이 2억 4천만 톤 정도로서 50년 정도면 고갈될 것으로 예측되고 있어 불소화합물을 CaF2로서 고정하여 리사이클하는 연구가 추진되고 있다. 따라서 F2 발생시스템, 프로세스 기술, 리사이클 기술 등을 융합하여 불소 생성 효율의 증대와 유효 이용에 대한 연구를 추진해야 할 필요가 있다.

저자

Tetsuru TOJO

자료유형

학술정보

원문언어

일어

기업산업분류

화학·화공

연도

2009

권(호)

60(8)

잡지명

表面技術

과학기술
표준분류

화학·화공

페이지

480~485

분석자

이*옹

분석물

• 새로운 전극을 사용하는 현장 불소 발생장치의 개발.pdf [423,507 byte]

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