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공업화학 전망, 제14권 제1호, 2011AIST, 백금을 대신하는 색소증감형 태양전지용 대극 재료 개발
일본 산업기술총합연구소(AIST) 나노시스템연구부문 시미즈 히로시(淸水博) 연구원, 이용진 연구원, Zhao Liping(趙 麗萍) 연구원 등은 다층 탄소나노튜브, 이온 액체, 전기 전도성 고분자로 이루어지는 코어·쉘형 구조의 삼원(三元)계 재료를 개발하고, 색소증감형 태양전지용 대극 재료로서 이용한 바, 백금과 거의 동등 의 광전변환 효율을 나타내는 것을 발견했다. 색소증감형 태양전지는 현재 개발 단계에 있으며 그 대극 재 료로서는 희소 금속인 백금이 유력시 되고 있다. 그러나 백금은 자동차용 촉매나 연료전지 등으로 용도가 급격하게 증대하고 있어 수급 균형이 깨지는 것이 염려되고 있다. 이번 연구에서 개발한 삼원계 재료는 간 편한 프로세스로 제작할 수 있으며, 백금을 대체할 수 있게 되면, 자원 절약뿐만 아니라, 색소증감형 태양 전지의 저비용화, 대면적화에도 공헌할 수 있을 것으로 기대된다. 본 기술의 상세 내용은 2010년 11월 9일 미국화학지 Chemistry of Materials에 게재되었다(※발표논문 참조).
※ 발표논문 : Liping Zhao, Yongjin Li, Zhifu Liu, and Hiroshi Shimizu. “Carbon Nanotube-Con- ducting Polymer Core−Shell Hybrid Using an Imidazolium-Salt-Based Ionic Liquid As a Linker:
Designed As a Potential Platinum Electrode Alternative Material for Large-Scale Solution Processing”, Chemistry of Materials, 7 October 2010｜DOI: 10.1021/cm102087e
Figure. 개발된 코어·쉘형 구조의 삼원계 대극 재료.
출처 : 2010.12.01 AIST (http://www.aist.go.jp/aist_j/new_research/nr20101201/nr20101201.html) 작성 : 소대섭(한국과학기술정보연구원)
AIST, -196∼1,000℃까지 고무와 같은 점탄성을 갖는 탄소나노튜브 제작
일본 산업기술총합연구소(AIST) 나노튜브응용연구센터 하타 켄지(畠 賢治) 슈퍼성장 CNT 연구팀장, 후 타바(二葉) 돈 연구원, 기술연구조합 단층CNT 융합신재료연구개발기구(TASC) Xu Min(徐鳴) 특별연구원 등은 랜덤한 네트워크형 구조를 갖는 고순도의 탄소나노튜브(CNT)의 구조체를 슈퍼성장법을 응용해서 제 작했다. 이 CNT구조체는 -196~1,000℃까지 고무와 같은 점탄성을 나타낸다. 점탄성체는 충격이나 진동
KIC News, Volume 14, No. 1, 2011
KIC News, Volume 14, No. 1, 2011
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의 흡수 재료로서 이용되고 있는데, 대부분은 고분자재료이며 그 점탄성체로서의 성질은 초저온이나 고온 에서는 상실되며 진동수의존성(振動数依存性)도 있다. 또, 반복 응력에 의한 열화나 파괴 등 내구성에도 문 제가 있다.이번 연구를 통해 새롭게 개발한 CNT 점탄성체는 밀도가 0.036 g/cm3로 경량이며, -196~1,000℃의 온도범위에서 끈기탄성을 나타낸다. 또, -140∼600℃에서, 0.1∼100헤르츠의 진동수 범위에서는 주파수 에 의존하지 않는 안정된 점탄성을 나타냈다. 또, 100헤르츠에서 1%의 비틀림·뒤틀림을 100만 회 추가 한 후에도 열화나 파괴가 없었다. 이 재료는 장래, 초저온이나 고온의 환경 하에서 충격이나 진동의 흡수 재료로서 이용할 수 있다. 본 연구의 상세 내용은 2010년 12월 4일 미국 학술지 Science에 게재되었다(※
발표논문 참조).
※ 발표논문 : Ming Xu, Don N. Futaba, Takeo Yamada, Motoo Yumura, and Kenji Hata, “Carbon Nanotubes with Temperature-Invariant Viscoelasticity from –196°to 1000℃”, Science, 3 December 2010 ｜DOI:10.1126/science.1194865
Figure. CNT 점탄성체 합성법 모식도.
출처 : 2010.11.22 NIMS
(http://www.aist.go.jp/aist_j/press_release/pr2010/pr20101203/pr20101203.html) 작성 : 소대섭(한국과학기술정보연구원)
AIST, 그래핀 탄소원자 개개의 성질의 차이를 세계 최초로 관찰
－ 나노 디바이스 개발 및 단분자의 기능 탐색에 공헌 －
일본 산업기술총합연구소(AIST)의 스에나가 카즈토모(末永和知) 연구원 등은 전자현미경을 이용하여 그 래핀의 탄소원자 하나하나를 관찰하면서 그 전자상태를 조사하는 방법을 개발하고, 같은 탄소원자라도 존 재하는 장소에 따라 그 성질이 다른 것을 실험적으로 밝혀냈다. 종래의 분석 방법에서는 각각의 원자의 원 소를 식별할 수는 있었지만 같은 원소의 원자마다의 전자상태나 성질의 차이까지 상세하게 조사할 수는 없 었다. 본 연구진은 세계 최고의 감도를 갖는 새로운 전자현미경을 응용하여 탄소원자로 이루어진 그래핀을 상세하게 조사하여, 같은 탄소원자라도 그래핀의 가장자리에 존재하는 탄소원자가 일반 탄소원자와 전자
