초록 ▼

□ 연구의 목적 및 내용
금속이 원자 수준에서 도핑된 나노 그래핀 소재 및 금속 산화물/나노 그래핀 복합소재는 다양한 응용 분야에서 상업적 적용이 기대된다. 본 연구에서는 이러한 소재들을 합성하고 이들의 성질을 규명하기 위해 구조를 분석하고자 한다. 고분해능 중성자분말 회절장치(HPRD)는 기존의 X선 회절장치에 비해 높은 분해능을 보이고 저각도에서도 측정이 가능하기 때문에 그래핀 소재의 구조 및 나노 입자의 구조 분석에 도움이 될 것이라 기대된다. 본 연구에서는 위에 언급한 그래핀 기반 소재들의 구조를 HRPD 및 다른 분석

□ 연구의 목적 및 내용
금속이 원자 수준에서 도핑된 나노 그래핀 소재 및 금속 산화물/나노 그래핀 복합소재는 다양한 응용 분야에서 상업적 적용이 기대된다. 본 연구에서는 이러한 소재들을 합성하고 이들의 성질을 규명하기 위해 구조를 분석하고자 한다. 고분해능 중성자분말 회절장치(HPRD)는 기존의 X선 회절장치에 비해 높은 분해능을 보이고 저각도에서도 측정이 가능하기 때문에 그래핀 소재의 구조 및 나노 입자의 구조 분석에 도움이 될 것이라 기대된다. 본 연구에서는 위에 언급한 그래핀 기반 소재들의 구조를 HRPD 및 다른 분석 장비들을 이용해서 분석하고 그래핀 소재 분석에서 HRPD 의 활용성을 살펴볼 것이다.

□ 연구개발성과
⚫질소가 도핑된 그래핀 소재 표면에 Ir이 원자단위로 결합한 복합소재 분석 및 전기화학촉매 응용
- 그래핀 소재에 질소를 도입하고 질소가 도핑된 그래핀 소재를 제조함(A-rG-O)
- 원자 수준에서 이리듐 원자가 그래핀에 결합하고 있는 복합소재를 합성함(ir/A-rG-O)
- 합성된 소재의 구조를 다양하게 분석함.
- Ir/A-rG-O 소재는 산소환원반응에 대해서 좋은 전기화학촉매 특성을 보여줌.
⚫질소가 도입된 탄소기반 소재 및 금속 함유 복합체들의 HRPD 분석
- XRD 분석은 기존에 많이 사용되어 왔던 분석법으로 원자의 규칙적인 배열에 대한 정보를 제공한다. C₃N₄ 소재의 경우 층간 거리에 해당하는 피크(27.4°)와 in-plane 안에서 triazine 그룹 사이의 거리에 해당하는 피크(13.0°)가 나타난다. 위에 보듯이 C₃N₄ 소재 그리고 금속과의 복합체들에서 모두 비슷한 위치에서 피크가 나타나는 것을 알 수 있다.
- HRPD 분석의 경우 XRD 와 비슷한 패턴의 데이터를 얻을 수 있었다. 하지만 피크의 위치가 조금 변화하는 것을 알 수 있으며 각각 33.2° 와 15.8°에서 피크가 관찰이 된다. C₃N₄ 소재와 금속과의 복합 소재 모두 비슷한 위치에서 피크가 관찰되었다.
- 이를 통해서 비금속 탄소 소재나 금속과의 복합소재들에 대해서 HRPD를 이용한 분석법의 적용이 가능하다는 것을 알 수 있었다.

□ 연구개발성과의 활용계획(기대효과)
- 그래핀, 카본 나이트라이드 등의 2차원 탄소 소재의 구조 분석에 적용
- 에너지 저장 및 변환 장치 용 촉매의 구조 분석에 활용이 가능함.
- 그래핀 소재의 신뢰도 검증법을 확립한다면 다양한 그래핀 소재에 적용시킬 수 있을 것으로 기대됨.
- 산화철/그래핀 복합 소재의 제조를 통해 에너지 저장 및 변환 장치에 활용이 가능함.
- 그래핀 기반 0차원/2차원 복합 소재의 제조를 통해 에너지 저장 및 변환 장치에 활용이 가능함.

(출처 : 요약문 4p)

목차 Contents

• 표지 ... 1
• 제 출 문 ... 2
• 보고서 요약서 ... 3
• 요약문 ... 4
• 목차 ... 5
• 1. 연구개발과제의 개요 ... 6
• 2. 연구수행내용 및 성과 ... 10
• 2-1. 질소가 도핑된 그래핀 소재 표면에 Ir이 원자단위로 결합한 복합소재 분석 및 전기화학촉매 응용 ... 10
• 2-2. 질소가 도입된 탄소기반 소재 및 금속 함유 복합체들의 HRPD 분석 ... 12
• 3. 목표 달성도 및 관련 분야 기여도 ... 14
• 3-1. 목표 ... 14
• 3-2. 목표 달성여부 ... 14
• 3-3. 목표 미달성 시 원인(사유) 및 차후대책(후속연구의 필요성 등) ... 14
• 4. 연구개발성과의 활용 계획 등 ... 15
• 붙임. 참고문헌 ... 15
• 끝페이지 ... 16