그래핀의 제조 방법

[기술 요약] 기존 그래핀 제조 방식은 높은 손상도, 복잡한 공정, 그리고 대량 생산의 한계를 가지고 있었습니다. 특히 전기화학적 박리법 또한 고전압과 높은 산 농도로 인해 그래핀 손상 문제가 제기되었습니다. 본 기술은 이러한 한계를 극복하기 위해 그래파이트 팽창과 박리 과정을 두 단계로 분리하고, 각 단계에 최적화된 이온성 및 산 수용액을 활용하는 혁신적인 다단계 전기화학적 박리 방식을 제안합니다. 먼저 그래파이트를 이온성 용액에 넣어 낮은 전압(V1)으로 층간 팽창을 유도하여 손상을 최소화합니다. 이후 전해질을 산 수용액으로 교체하고 역시 낮은 전압(V2, 10V 미만)을 인가하여 효과적으로 그래핀을 박리합니다. 이 다단계 공정은 그래핀 손상 없이 얇고 고품질의 그래핀을 빠르게 대량 생산할 수 있게 합니다. 이렇게 제조된 그래핀은 손상도가 현저히 낮고(ID/IG ≤ 1.0), 두께가 얇으며(2-5층, 약 0.9nm), 산소 함량까지 낮은(최대 2원자% 미만) 고순도 특성을 가집니다. 투명 전극, 플렉서블 디스플레이, 전도성 잉크 등 다양한 그래핀 응용 분야에 적용 가능하며, 기존 방식 대비 효율성과 경제성을 크게 높여 고품질 그래핀의 상용화를 앞당길 것으로 기대합니다.

기술 분야

나노소재 제조

기관

기초과학연구원

등록번호

1016531810000

키워드

고품질, 그래핀, 산수용액, 박리기술, 전도성잉크, 투명전극, 대량생산, 플렉서블디스플레이, 산소함량, 저손상, 나노소재, 전기화학박리, 이온성용액, 탄소소재, 그래파이트, 전자부품, 반도체제조, 반도체소자, 센서기술, 나노구조, 나노응용, 이차전지, 디스플레이