에어로겔 제조공정

전문가 제언

○ 낮은 밀도(0.004∼0.500g/cm3), 큰 내부 표면적 및 큰 열린 기공을 가진 에어로겔은 다양한 첨단기술 응용을 위한 전망 높은 후보물질이다. 그러나 무기 에어로겔의 이용은 이들의 낮은 기계적 성질 때문에 방해가 된다. 일반적으로 유기실리케이트로부터 솔-겔 공정에 의해서 실리카 합성 에어로겔을 만들어 임계조건에서 건조한다. 그러나 건조과정에서의 내부 구조상의 수축이 에어로겔 특성에 큰 문제가 되고 있다.

 

○ 발명에서는 산성 또는 양쪽성 산소-함유 분자 음이온의 용해성 염을 산과 반응시켜 에어로겔을 만들고, 이를 실릴화 시약과 단극성 용매혼합물로 처리한다. 이어서 준임계조건에서 건조시켜 겔 수축을 근본적으로 피할 수 있다. 발명의 공정은 용매교환이나 염 제거단계가 필요 없고, 알코올이 필요 없으며, 제조된 유기적으로 변형된 에어로겔 제품은 좋은 물리적 성질 이외에 탁월한 저염 함량을 가지는 특성을 가진다.

 

○ 에어로겔은 다양한 제조 파라메타 조절로 기공, 입자 크기, 표면적 등 물리적 특성을 제어할 수 있어 슈퍼커패시터, EDLC, 이차전지 등의 전극소재로 알려져 있다. 그러나 국내에서는 대부분 해외에서 도입한 기술로 범용 커패시터를 제조 및 판매하고 있는 실정이다. 최근 일부콘덴서 제조업체는 대학과 공동으로 에어로겔 기반의 고출력 탄소나노 슈퍼커패시터 연구개발을 중심으로 신소재 개발 연구가 추진되고 있다.

 

○ 산업적 에어로겔 제조를 위한 적절한 원료는 알칼리금속 실리케이트이다. 그동안 알칼리금속 실리케이트는 히드로겔형성 이전에 이온교환기로 탈염처리 하였으며 이는 여러 번의 세척과 용매교환을 거친다. 이온교환이나 세척은 많은 시간소모와 폐수를 생산하여 비용이 높고 불편하다. 에어로겔의 좋은 물리적 성질을 유지하면서 제조가 쉽고 조성/성질의 조절이 쉬운 다양한 선진 나노기공형성 기술개발이 필요하다.

 

저자

Construction Research & Technology GMBH

자료유형

특허정보

원문언어

영어

기업산업분류

화학·화공

연도

2013

권(호)

WO20130143899

잡지명

WO

과학기술
표준분류

화학·화공

페이지

~17

분석자

김*원

분석물

• 에어로겔 제조공정.pdf [288,155 byte]

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