화학뉴스

일본이 귀금속 도금 기술을 나노소재 생산에 적극 활용하고 있다.
일본 고순도화학(Japan Pure Chemical)은 최근 귀금속 도금 기술을 활용해 창출한 나노소재를 차세대 배터리용으로 사용하는 기술을 개발한 것으로 알려졌다.
개발 소재를 도형 나노도금, Ag 나노와이어, Cu 나노큐브 등의 이름으로 소개했으며 LiB(리튬이온전지) 성능 개선 뿐만 아니라 연료전지, 페로브스카이트(Perovskite) 태양전지 등 차세대 배터리 적용이 가능할 것으로 기대하고 있다.
고순도화학은 금속 도금 산화환원 반응과 2차전지 충‧방전 매커니즘이 유사하다는 점에 주목하며 도금 약품 사업에서 축적해온 설계‧프로세스 기술을 응용한 차세대 배터리 소재 개발에 착수했다.
그동안 독자 개발한 도금액용 유기화합물 프로텍팅 에천트를 전해액에 소량 첨가함으로써 카본펠트 음극 위에 금속 덴드라이트(수지상 결정)가 생기는 것을 억제하는 효과가 있음을 확인했고 비약적인 용량 확대가 기대되는 리튬금속 음극 뿐만 아니라 차세대 흐름전지와 공기전지 분야에서도 적용 가능성을 모색하고 있다.
신소재 중 도형 나노도금은 습식 도금 프로세스에서 귀금속을 기재 표면에 석출한 것으로 고순도화학 시험에서는 티탄 위에 금을 석출했다.
연료전지 분리막에 적용하면 금을 촉매로 사용했기 때문에 도전성을 부여하고 내식성까지 갖추도록 하며 LiB에 사용하면 집전체와 활물질 밀착성을 향상시키는 효과가 있을 것으로 기대된다.
Ag 나노와이어는 와이어 지름이 수십나노미터, 길이는 1-10마이크로미터 사양인 나노소재로 무전해 혹은 전해 도금 기술을 응용해 합성할 수 있다.
형태를 제어함으로써 투명성, 도전성을 향상시키고 표면처리에 따라 기재 혹은 상층과의 친화성을 높이는 효과가 있는 것으로 파악된다.
네트워크 형태로 제막하면 투명전극을 만들 수 있어 차세대 태양전지로 부상하고 있는 페로브스카이트 적용이 가능하고 특징적인 형태를 응용해 도전조제로 활용할 수도 있을 것으로 기대되고 있다.
Cu 나노큐브는 무전해 도금기술을 응용한 입방체 형태 40-200나노미터 사이즈 나노입자로 자기조직화를 통해 보이드(공동)가 없는 피막을 형성하고 기존 기술보다 저항이 낮은 도전성 피막을 만드는 것이 가능해질 것으로 예상된다.
인쇄전자 분야에서 회로를 형성하거나 태양전지 전극 형성에 응용할 수 있을 것으로 기대되며 특징적인 형태를 통해 촉매, 항균제 응용도 가능할 것으로 예상되고 있다. (K)