UNIST 교수 연구팀, 테프론과 흑연 반응으로 안전하고 손쉽게 불화탄소 합성 방법 개발
UNIST(울산과학기술원)은 테프론과 흑연을 반응시켜 불화탄소를 안전하고 손쉽게 합성할 수 있는 방법을 개발했다고 17일 밝혔다.
불화탄소는 흑연 전극보다 우수한 전기화학적 안정성을 갖고 있는 강한 결합 에너지를 갖고 있다. 그러나 불화탄소를 제작하는데 필요한 불소가스와 불산 같은 화합물은 높은 반응성과 부식성 때문에 매우 위험한 화합물로 알려져 있다.
이를 해결하기 위해 연구팀은 모든 원소가 불소로 이루어진 테프론을 활용하였다. 테프론은 대기 중에서 안정적이고, 먹어도 인체에 무해한 고분자화합물로 프라이팬의 코팅 재료로도 사용된다. 연구팀은 실험을 통해 테프론이 버틸 수 있는 힘보다 더 강한 에너지를 받으면 분자 사슬이 끊어지면서 라디칼 형성 반응이 일어나는 것을 확인하였다.
라디칼 형성 반응은 분자나 원자의 전자가 홀전자를 지닌 형태로 반응성이 크게 증가하는 특성을 가지고 있다. 연구팀은 이 과정에서 생성된 분자복합체가 흑연과 반응해 표면과 가장자리에 붙게 되면서 불화탄소가 만들어진다는 것을 다양한 분석법을 통해 증명하였다.
불화탄소로 제조된 물질은 흑연보다 우수한 저장 용량과 전기화학적 안정성을 보였다. 50㎃/g의 저속 충전 시에는 2.5배 높은 저장 용량을 보였고, 1만㎃/g의 높은 충전 속도에서는 흑연보다 10배까지 높은 저장 용량을 확인할 수 있었다.
논문 제1 저자인 장부재 연구원은 "불화탄소는 2차전지뿐 아니라 다양한 전자기기의 전극재료로 응용 가능하다는 것을 보여줬다"고 설명했다. 백 교수는 "고체상 반응에 대한 원리를 잘 규명한다면 기존에 만들지 못한 새로운 소재들을 개발할 수 있을 것"이라고 기대했다.
불화탄소는 흑연 전극보다 우수한 전기화학적 안정성을 갖고 있는 강한 결합 에너지를 갖고 있다. 그러나 불화탄소를 제작하는데 필요한 불소가스와 불산 같은 화합물은 높은 반응성과 부식성 때문에 매우 위험한 화합물로 알려져 있다.
이를 해결하기 위해 연구팀은 모든 원소가 불소로 이루어진 테프론을 활용하였다. 테프론은 대기 중에서 안정적이고, 먹어도 인체에 무해한 고분자화합물로 프라이팬의 코팅 재료로도 사용된다. 연구팀은 실험을 통해 테프론이 버틸 수 있는 힘보다 더 강한 에너지를 받으면 분자 사슬이 끊어지면서 라디칼 형성 반응이 일어나는 것을 확인하였다.
라디칼 형성 반응은 분자나 원자의 전자가 홀전자를 지닌 형태로 반응성이 크게 증가하는 특성을 가지고 있다. 연구팀은 이 과정에서 생성된 분자복합체가 흑연과 반응해 표면과 가장자리에 붙게 되면서 불화탄소가 만들어진다는 것을 다양한 분석법을 통해 증명하였다.
불화탄소로 제조된 물질은 흑연보다 우수한 저장 용량과 전기화학적 안정성을 보였다. 50㎃/g의 저속 충전 시에는 2.5배 높은 저장 용량을 보였고, 1만㎃/g의 높은 충전 속도에서는 흑연보다 10배까지 높은 저장 용량을 확인할 수 있었다.
논문 제1 저자인 장부재 연구원은 "불화탄소는 2차전지뿐 아니라 다양한 전자기기의 전극재료로 응용 가능하다는 것을 보여줬다"고 설명했다. 백 교수는 "고체상 반응에 대한 원리를 잘 규명한다면 기존에 만들지 못한 새로운 소재들을 개발할 수 있을 것"이라고 기대했다.
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이동*
정말 최고예요!
김한*
좋은 뉴스 담아갑니다.
한혜*
정말 미래적인 기술이네요. 어서 빨리 상용화 되었으면 좋겠습니다.
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