KITECH 생산기술 전문지

고기능성 제품의 생산을 위한 첫 번째 단계는 기능성 입자의 제조이다. 여러 입자의 제조 기술 중 분무 열분해는 균질한 전구체 용액으로부터 입자를 합성하는 방법으로 여과, 세적, 건조 등의 단계를 생략할 수 있고, 연속적으로 제조가 가능하다. 합성한 입자는 서브 마이크로미터 지름의 구형 입자이며, 합성 과정이 빨라 구성 원소들이 고르게 분포하는 혼합상이 쉽게 형성된다. 이후 혼합상으로부터 입자의 목적에 맞게 적절한 소결을 거쳐 최종 입자를 제조하게 된다. 또한 전구체 용액에 특정 첨가물을 더하여 구조체를 변형하는 것도 가능하다. 분무 열분해법으로 합성한 입자는 형광체, 이차전지, 캐패시터, 광 촉매, 열화학 촉매, 야금용 분말 등으로 활용할 수 있다. 이 중 열화학 촉매로 활용할 시 강한 금속–지지체 상호 작용을 끌어내는데 용이하여 고성능의 촉매 제조에 유리하며, 혼합상이 쉽게 형성되는 특징으로 인해 단일 활성점에 여러 원소들을 분포시키는 복합원소 활성점 또한 쉽게 제조할 수 있다. 본 원고에서는 분무 열분해법에 대한 간단한 소개와 열화학 촉매로 적용한 몇 가지 사례들에 대해 다루었다. 향후 분무 열분해를 통해 제조한 기능성 입자는 직접적으로 각 분야에 활용하거나 입자 내 구성 원소의 종류나 비율을 빠르게 스크리닝하는 방법으로써 간접적인 활용 또한 가능할 것으로 전망된다.

키워드 분무 열분해, 입자 제조, 열화학 촉매, 구형 입자