불소가스 제조용 탄소전극

전문가 제언

○ 불소는 낮은 편극성, 높은 전기음성도, 작은 Van der Waals 반경 등 특징적인 물리 화학적 성질을 가진 원소로서 희가스를 제외하고는 주기율표 중 가장 우상에 위치한다. 높은 반응성 때문에 통상적인 화학적인 산화나 치환법으로는 불소의 단리가 아주 어렵다. 불소는 원자력 연료분야 이외에 불소계수지(PTFE, PFA 등), 농약, 의약, 불화수소산 등의 반도체 프로세스 용 화합물 등에 사용되고 있으며, 현대사회의 필수적인 물질이 되고 있다.

○ 불소가스는 일반적으로 원료인 산성불화칼륨의 전기분해로 제조되고 있으나 불소의 높은 부식성과 과혹한 전기화학적 조건 때문에 장치에 사용되는 부재의 선정이 문제가 된다. 현재 프로세스에서는 Ni전극 또는 탄소전극이 채용되고 있으나 근래에는 탄소전극이 점유하는 비율이 증가되는 경향이다. 탄소전극은 용해가 어렵고 값이 저렴하다는 점에서 Ni전극 보다 우수하나, 탄소전극을 사용할 경우에는 “양극효과"(전극이 전해액에 잘 젖지 않아서 전해 전위가 상승)와 ”양극붕괴”(층간 생성물의 생성 등으로 기계적 강도가 저하)라는 2가지 문제가 존재한다.

○ 본고는 불소가스 제조용 탄소전극의 중요성과 전극개발의 문제점을 설명한 것으로, 순도가 높은 불소가스를 제조하기 위해서는 탄소전극 재료로는 치밀하고 결정성이 낮은 탄소로 구성된 재료가 우수한 특성을 가지는 것으로 설명하고 있다.

○ 차세대 전극으로서 도전성 다이아몬드가 최근에 주목을 받고 있다. 다이아몬드는 sp2의 탄소재료에 비해 높은 화학적 안정성을 보이며, 불화물계 전해액 중에서 양극효과가 일어나지 않는다. 이 때문에 도전성 다이아몬드 전극은 종래의 탄소전극에 비하여 10배의 전류밀도(전극 당 가스 발생능력)를 가진 것으로 시산되고 있다. 전극의 크기를 크게 만드는 것이 금후의 과제로서 현재의 공업용 전해 프로세스에 큰 변혁을 가져올 것으로 예상되며 관련분야의 관심이 요망된다.

저자

Jiro Hiraiwa, et al

자료유형

학술정보

원문언어

일어

기업산업분류

화학·화공

연도

2011

권(호)

2011(250)

잡지명

炭素

과학기술
표준분류

화학·화공

페이지

248~252

분석자

이*옹

분석물

• 불소가스 제조용 탄소전극.pdf [244,587 byte]

이미지변환중입니다.