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소프트 템퍼레이팅에 의한 규칙성 메조포러스 카본의 합성

전문가 제언: ○ 규칙적 배열을 갖는 메조포러스 카본은 유기-유기 자기집합 방법, 즉 소프트 템플레이팅에 의해 레조르시놀(R)/포름알데히드(F)와 트리블록코폴리머를 사용하여 합성된다. 여기서 R과 F는 탄소를 제공하는 원료로 투입되며 트리블록코폴리머는 다공성 카본이 만들어질 때 제공되는 다공질의 패턴을 형성시킨다. 즉 구조가 완성된 후 트리블록코폴리머를 녹여내던가 태워서 구조에서 제거한다.

○ 메조포러스 카본 합성에는 대부분 실리카를 사용하고 있다. 이 글은 실리카를 사용할 경우 공정이 다단계이고 비용이 많이 드는 단점을 개선코자 KOH를 사용하여 메조포러스 카본을 활성화하여 많은 다공성을 줌으로써 표면적을 넓히는 것과 증기합성법으로 카본 박막의 수축률을 감소시키는 방법을 제시하고 있다. 다공성을 많이 주어 표면적을 넓히면서 커패시터의 용량을 올리는 연구는 해볼 만한 가치가 있다.

○ 중국과학원 금속연구소 Shenyang재료과학국가실험실은 중국 국가자연과학기금위원회 지원 아래 그라핀 3차원 층상 다공 구조인 신형 다공 탄소 재료(HPGC)를 연구하였다. HPGC는 고배율 조건에서 높은 에너지와 출력 밀도를 가지고 있다. HPGC는 슈퍼급 축전기의 전극 재료에 사용된다. 관련 논문은 Angewandte Chemie International Edition(47，373-376，2008)에 수록되어 있다.

○ HPGC 제조 연구진은 액상 무기 막판 방법을 이용하여 대공-중공-소공 3차원 층상 다공 구조와 HPGC 구조 재료를 제조하였다. 실험 결과 HPGC 구조 재료는 활성탄과 메조포러스 카본재료보다 좋은 고배율 전기화학 에너지 축적과 전환 능력을 가지고 있다고 발표하였다.

○ 국내는 서울대와 강원대 등 대학의 재료연구팀이 카본의 미세구조와 관련 다공성 카본재료의 연구가 있다. 탄소재료의 점증하는 중요도를 감안하여 재료연구소 등 일부 연구소도 연구가 이루어지고 있으며, 탄소 섬유는 태광산업이 연산 3천 톤 규모의 프리커서와 연산 1천500 톤 규모의 PAN계 탄소섬유 생산을 시작하였다.

저자: Norikazu Nishiyama, Shunsuke Tanakab
자료유형: 학술정보