| 초록 |
입자 내부에 빈 공간을 갖는 중공구조는 넓은 표면적의 이점을 활용하여 가스 센서, 촉매, 에너지 저장 등에 응용되고 있다. 특히, 중공 구조를 리튬 이차전지의 음극 활물질로 적용 시, 리튬 이온의 삽입과 탈리 반응에서의 부피 팽창/수축으로 인한 안정성 저하를 효과적으로 억제할 수 있다. 넓은 표면적을 가진 중공 구조의 구형(0D), 선형(1D) 나노 입자를 전기방사 및 후열처리 과정을 통해 합성하는 방법을 소개하였다. 전기방사는 일반적으로 나노파이버를 합성하는데 사용되는 공정이며, 이로부터 뽑은 파이버를 두 번의 열처리과정을 통하여 응집 없는 중공 나노구조체를 합성하였다. 전기방사한 나노파이버의 셀렌화 과정을 통해 만들어진, 전이금속 셀렌화물 나노구조체 분말이 박혀있는 카본 나노파이버를 산화시킨다. 이 때, 뼈대를 구성하는 카본 파이버가 연소되며, 박혀있던 입자들이 응집 없이 분리되면서 커켄달 확산 과정을 통해 중공 구조의 전이 금속 산화물이 생성된다. 전기방사한 나노파이버를 셀렌화시키는 온도에 따라 나노입자, 나노로드 형태, 또는 두 형태를 모두 갖는 전이금속 셀렌화물 결정이 박혀있는 나노파이버를 합성할 수 있었으며, 이를 산화시켜 얻은 중공 구조의 0D, 1D 나노 입자를 리튬 이온 이차전지용 음극 소재에 적용하여 전기화학 특성을 평가하였다. |
