탄화물로 제조하는 나노 다공질 탄소 재료

전문가 제언

○ 나노기공을 가진 활성탄, 실리카(silica), 알루미나 겔 및 제올라이트(zeolite) 등은 화학원료, 이온흡착 및 촉매담체 화학반응 장을 제공한다. 탄소 재료는 1,000℃ 염소분위기에서 간단히 얻을 수 있으며 TiC, Al4C3에 의한 탄소는 흑연구조를 형성한다. 처리온도가 증가하면 나노 이하 기공이 감소하고 결정 성장이 관측된다. SiC에 의한 탄소는 흑연 구조를 갖지 않으나, 1,400℃ 고온처리로 나노 크기 이하 기공을 안정적으로 얻을 수 있다. 

 

○ SiC, TiC 및 Al4C3 탄소 화합물은 고온 염소분위기 가스처리 방식을 사용하여 간단하게 탄소 재료가 갖는 미세한 기공크기를 조절할 수 있다. 탄소 재료 기공 크기를 조절하는 방법은 폴리우레탄 발포제, 전분 등을 사용해도 가능하다. 양산 제조를 위해서 염소분위기에서 제조하는 탄소 재료에 대한 비용 측면을 고려한 검토가 필요하다.

 

○ 국내외에서 다공성 탄소 관련 연구는 활발하다. 서울과학기술대에서 다공성 탄소를 촉매로 사용하여 바나듐독스 흐름 전지성능 실험에서 메소기공 다공질 탄소가 가장 우수한 결과를 보였다.(한국수소 및 신에너지 26(2015)170). 포르투갈 리스본대학에서 폴리우레탄 발포제로 우수한 다공성 카본(582m2g-1)을 제작하였다(Carbon 18(2016)11). 한국탄소학회에서 발간하는 "CARBON LETTERS“는 SCI 논문으로 등재되어 국내의 탄소 관련 연구가 세계 선진국 수준임을 보여준다.

 

○ 다공성 탄소는 여러 분야에 응용이 가능하며 특히 기공 특성을 이용해서 특정 성분만을 선택적으로 분리할 수 있으므로 수처리 분야에 응용영역이 클 것으로 예상된다. 2015년 수처리 세라믹필터 시장은 약 1조 4천억 원으로 예상한다. 일본의 Mitsui Engineering & Shipbuilding, 미국 GEA Fileration 등이 주로 생산하며 한국은 주로 수입에 의존하고 있다(한국분말야금학회 21(2014)62). 국내의 다공질 세라믹 기업은 다공질 탄소에 대해서 풍부한 지식을 가진 산연 전문가를 활용해서 수처리 세라믹필터 탄소 재료 국산화에 대한 검토가 필요하다.

저자

Shinji Ishikawa, et al.

자료유형

니즈학술정보

원문언어

일어

기업산업분류

재료

연도

2016

권(호)

188()

잡지명

SEI Technical Review

과학기술
표준분류

재료

페이지

139~144

분석자

박*식

분석물

• 탄화물로 제조하는 나노 다공질 탄소 재료.pdf [496,136 byte]

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