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산화물 전기변색 소자 재료 및 응용

전문가 제언: ○ 전기변색은 전극물질에 전압을 가했을 때 전기화학적인 산화 또는 환원반응에 의해 가역적으로 색이 변화하는 현상이다. 전기변색 재료는 고분자화합물, 금속산화물 등 다양하며 산화 상태에 따라 다른 색을 나타낸다. 전기변색 재료는 전원을 인가하여 일단 변색이 되면 전원을 차단해도 발색이 지속되는 메모리 특성을 가지고 있다.

○ 에너지 절약 및 친환경에 대한 요구와 미적인 설계에 대한 관심이 증가하면서 고상한 건축재로서 전기변색 창문에 대한 수요가 증가하고 응답속도가 크게 문제가 되지 않는 전광판 등에 전기변색 소자가 유망할 것으로 생각된다.

○ 전기변색 창문에는 대표적으로 텅스텐 산화물(WO3)이 사용된다. 고분자화합물은 다양한 색을 발하는 유연하고 저렴한 전기변색 소자용으로 유망하다. 전이금속 수소화물은 흡수가 아닌 반사 특성을 나타내며 투명 상태에서 거울과 같은 상태까지 변화한다. 최근 나노구조 재료를 전기변색 소자에 응용하는 연구도 활발하다.

○ 고분자 재료의 전기변색성이나 광 감응성은 미래 전자기기의 기능성에 변화를 가져올 것으로 기대된다. 연세대 ‘패턴 집적형 능동폴리머소재센터’는 KAIST, 한양대를 포함한 국내 유수 대학들과 함께 광 감응 소자나 에너지 생산용 고분자 소재 원천기술 개발을 진행해 왔으며, 전기변색 플라스틱 디스플레이와 고분자 염료감응 태양전지를 개발했다.

○ KAIST와 삼성SDI는 ‘솔-젤 원천 소재·공정기술 개발사업’을 통해 간단한 코팅에 의한 건물일체형 투명 태양전지를 개발하고, SKC는 여기에 전기변색 기능을 결합한 지능형 창문을 개발했다. 전기변색 소자는 재료나 구조, 동작원리 측면에서 박막 태양전지, 유기발광다이오드, 폴리머 배터리 등과 유사한 부분이 많아 어떠한 연구 성과든 상호 발전에 도움이 될 수 있다. 한 단계 앞선 반도체 및 디스플레이 기술을 바탕으로 모든 분야에서 기술을 선도할 수 있기를 기대한다.

저자: Claes G. Granqvist
자료유형: 학술정보