탄소-금속 나노하이브리드 소재의 플라즈마 환원 합성기술 개발

태양전지 상대전극용 탄소나노튜브/금속나노입자 하이브리드소재의 플라즈마 환원 합성기술이 충남대 연구진에 의해 개발됐다.

충남대 공과대학 화학공학과 다오 반 드엉 연구원과 최호석 교수는 세계최초로 건식 플라즈마 환원방식을 적용하여 상온 대기압 하에서 다중벽 탄소나노튜브의 안과 바깥쪽 표면에 2~3 nm의 백금 나노입자들이 균일하게 안정적으로 부착된 탄소나노튜브/백금나노입자 하이브리드 소재를 성공적으로 합성하고, 이를 기반으로 전도성 나노도료를 제조하여, 염료감응형 태양전지 상대전극을 개발했다.

이번 연구 결과는 영국왕립화학회(RSC, Royal Society of Chemistry)에서 발간하는 화학분야의 세계적인 학술지인 ‘ChemComm’지 49권 79호의 표지 논문으로 선정됐다.

현재까지 탄소나노튜브 표면위에 금속 나노입자들을 하이브리드 하는 기술들은 고온, 저압, 액상 환경, 독성 환원제의 사용 등의 공정개발 제약성들을 갖고 있어서, 탄소-금속 나노하이브리드 전극 제품의 대량생산이 가능한 경제적인 연속공정의 개발에 제약이 되어왔으다.

하지만 최호석 교수팀은 70℃ 이하의 온도와 대기압 하에서 독성 환원제를 사용하지 않고, 다중벽 탄소나노튜브의 안과 바깥쪽 표면에 금속 나노입자들을 직접 하이브리드 할 수 있는 우수한 기술을 개발했다.

개발된 기술은 향후 저가의 고효율 전극소재 개발 등에 적용될 수 있을 것으로 기대되며, 특히, 전도성 도료형태로 개발되어 신축성 전극소재 개발 분야에 있어 중요한 기반기술로 활용될 것으로 예상된다.

최호석 교수는 지난 2010년 제11회 중소기업기술혁신대전에서 ‘교과부 장관상’을 수상했으며, 최근에도 그래핀 기반 투명전극 제조기술을 개발하는 등 연구력을 인정받고 있다.