AI요약

기존 그래핀은 강한 파이-파이 인력으로 적층되어 표면적이 감소하고 응용 효율이 저하되는 문제점이 있었습니다. 본 기술은 이러한 한계를 극복하기 위해 d-오비탈 전자가 비어있는 활성 금속(란타늄, 칼슘, 이트륨 등)을 함유한 마이크로 다공성 주형체를 활용합니다. 불포화 지방족 탄화수소, 캐리어 가스, 수증기를 포함하는 혼합 가스를 400~650℃의 낮은 온도에서 화학증착 방식으로 주형체에 공급하여 탄소-주형체 복합체를 제조합니다. 이후 습식 에칭으로 주형체를 제거하면, 단일 원자층의 탄소층(단일막 그래핀)으로 이루어진 균일한 마이크로 기공 구조의 탄소 구조체를 얻을 수 있습니다. 이 기술은 주형체 외부 탄소 쉘 형성 없이 내부 기공에만 선택적으로 탄소를 형성시키며, 주형체의 미세 기공 구조를 거의 완벽하게 전사할 수 있습니다. 제조된 탄소 구조체는 2400m²/g 이상의 높은 BET 비표면적과 1.0ml/g 이상의 마이크로 기공 분율을 가지며, 그래핀과 유사한 뛰어난 열적 안정성을 보입니다. 특히 리튬 이차전지 음극 활물질로 적용 시 기존 그래핀 대비 1.5배 이상 높은 용량과 우수한 사이클 특성 및 고율 특성을 나타내어, 차세대 이차전지, 촉매, 흡착제, 분자체 등 다양한 분야에 활용될 수 있는 고성능 신소재입니다.