나노오더에서 돔이 연속된 형태를 한 큰 표면적의 무기재료 제조법 개발
慶應대학 이공학부의 白鳥世明 조교수는 나노오더의 돔이 연속된 형태를 한 큰 표면적의 무기재료 제조법을 개발했다. 주형으로서 다공질이며 두꺼운 수지막 돔을 사용, 무기재료 용액을 내오에 스며들게 한 뒤에 소결, 돔의 안과 밖이 반응용액과 접촉하기 때문에 센서나 촉매 등에 사용하면 반응효율이 훨씬 높아질 수 있다. 실제로 태양전지의 전극에 사용하여 발전효율이 배 이상이 된다는 것을 확인했다.
白鳥 조교수는 교호흡착막법에 의한 초박막의 적층기술을 개발하고, 이번에는 유기수지의 주형 만들기에 이것을 사용했다. 산성도 등 조건을 제어하자 직경 100나노미터 정도의 수지돔이 기판 위에 연속된 특수한 모양의 막이 생겼다. 그 후, 산으로 처리하여 10나노미터 정도의 구멍을 몇 개나 돔 표면에 만들 수 있었다.
이것을 산화티탄(TiO2) 수용액에 담그면, 수지돔 표면의 구멍을 통해서 내외에 스며든다. 소결하여 수지를 제거하면 같은 돔형 산화티탄막이 두께 수 십 나노미터로 생겼다. 돔 바깥쪽 뿐 아니라 안쪽도 이용할 수 있다는 것이 특징. 따라서 같은 기판 위에 평평한 산화티탄막을 만들었을 경우와 비교하면 표면적은 2~3배가 된다.
그레첼형(액체형) 태양전지의 전극에 이용한 결과, 발전효율이 배 이상으로 향상. 전해액과 전극의 접촉면적이 크게 넓어진 결과라고 생각된다. 지금까지 표면적을 높이기 위해 산화티탄 미립자의 수나 크기를 제어하는 연구는 있었지만 몇 십 %의 면적 확대밖에 실현하지 못했었다. (NK)
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