물리학과 첨단기술 July/August 2004 18

서 론

일반 으로 다공성 재료란 체 의 15~95% 정도가 기공으로

이루어진 재료로 기존의 치 한 재료가 가지지 못하는 새로운

특성을 가지고 있는 혹은 부여할 수 있는 재료이다. 세계

으로 환경, 에 지 문제가 요한 이슈가 되고 있는 실정에

서 환경, 에 지 련 핵심소재는 다공성 재료라 할 수 있겠

다. 로서 각종 폐기물 처리 설비, 유해물질 제어 설비, 자동

차용 매연제거 장치, 이차 지 등의 핵심부재로서 다공성 재

료가 개발, 용되고 있다. 이 가운데, 다공성 탄소물질들은

일반 으로 다양한 탄소재질의 구체들, 를 들어, 나무, 석

탄, 갈탄, 야자각 등 식물의 껍질과 같은 것들을 탄화시킴으로

써 제조된다. 이러한 구체로서 많은 합물질들, 를 들어

폴리아크릴로니트릴, 페놀수지 그리고 resorcinol-formaldehyde gel 등과 같은 물질이 사용될 수 있다. 소 ‘활성화된 탄소물

질’이라고 불리는 이러한 다공성 탄소물질들은 불규칙 인 구

조를 지니며 일정하지 않은 미세공들을 지니고 있다. 이러한

다공성 탄소재료들은 주로 흡착제나 정제 분리공정 등에 사용

되고 있는데 보다 나은 성능과 보다 응용범 를 넓히기 해

선 그들이 지니고 있는 불규칙 이고 일정하지 않은 구조와

세공 등을 용이하게 조 할 수 있어야 한다.표 다공성 물질로는 명실공히 활성탄소(활성탄, Activated

Carbon, 는 Active Carbon)라 할 수 있다. 이 활성탄소는 흡

착성이 강하고, 부분의 물질이 탄소질로 구성된 물질을 말

한다. 그 제조방법은 목재･갈탄･이탄(泥炭) 등을 활성화제인

염화아연이나 인산과 같은 약품으로 처리하여, 건조시키거나

목탄을 수증기로 활성화(부활)시켜 만든다. 일반 으로 활성탄

은 가루상태(분말상)나 입자상태(입상)로 제조되는데, 가루인

것은 입자상태로 만들어 사용하기도 한다. 용도는 주로 흡착

제로서 기체나 습기를 흡수시키는 데 사용되며, 그 밖에 용제

(溶劑)의 회수제와 가스의 정제용 는 탈색제로 쓰이는 등

용도가 다양하다. 본고에서는 다양한 잠재력을 지닌 다공성

탄소재료의 특성, 그 세공구조, 제조방법, 그리고 여러 가지

응용 등에 하여 소개하기로 하겠다.

다공성 탄소의 특성

1. 다공성 탄소구조

다공성 탄소는 고체구조 내에 다수의 세공을 가지고 있지

만, 그 기본구조가 되는 탄소골력구조 단 는 비결정성의 무

공질 탄소(카본블랙, 탄소섬유 등)와 유사하다. X선 회 , X선

소각산란 는 자 미경 찰에 의하면 활성탄의 세공벽은

미세흑연으로 구성되어 있다. 미세흑연은 다환 방향족 탄화수

소모양의 평 구조체가 2~4매 층으로 쌓여서 있고, nm차수

의 크기를 가진 것이 많다. 이 미세흑연 구조는 기공이 없는

탄소에 해서 Franklin모텔로서 알려져 있는 것과 유사하다. 활성탄에서는 미세흑연이 2차원 는 3차원 으로 고차구조를

가지고, 그러한 공극이 세공이 된다. 일반 인 활성탄에서는

이 미세흑연(micro-graphite) 사이에 규칙 구조가 보이지 않

고, 기껏해야 근거리 질서성이 있는 정도이다. 활성탄의 일종

인 활성탄소섬유(ACF)의 X선 회 분석(XRD)을 [그림 1]에

나타낸다.002면의 회 이 매우 넓기 때문에 ACF의 구조가 기본 으

로 비결정 이고, 미세 흑연의 주기 층이 작은 것을 알

수 있다. 다만 고온처리에 의해서 002회 피크는 순서 로

날카로워지기 때문에 미세흑연의 배향은 완 히 무작 는 아

니고, 근거리의 질서성이 존재하는 것이라고 보인다. 고체의 기 도도는 고체 원자간의 결합상태에 의한 것으

로, 를 들면 흑연결정에서는 π 자계에 기인하는 반 속

인 기 도성을 나타낸다. ACF의 밴드캡은 6~26 meV이고

반도체로 볼 수 있다. ACF의 기 도성은 미세흑연의 π밴드

의 도와 미세흑연 말단에 존재하는 자를 통한 호핑(hopping)

이 석 교수는 충남 학교 학원에서 박사학 (공학박사)를 취득(1997)하고 미국 Clemson University, Research Associate(2002-2003), 소기업

청, 요업기술원 자문 원(1998), 남 소기업청 기술지도 원(1999-2000), 산업자원부 신기술인증(NT) 평가 원(2000)을 지냈고, 1998년부터 순천

학교 화학공학과 임강사, 조교수, 학과장, 특허넷 시범 학 담교

수, 동 학교 일반 학원 화학공학과 공주임, 산업 학원 화학공학과

공주임을 맡았으며 재는 한국탄소학회 편집 원, 한국 학발명 의

회 이사로 활동 으로 순천 학교 화학공학과 부교수와 동 학교 기술

이 센터장을 맡고 있다.(leeys@sunchon.ac.kr)

특집 Nanoporous Materials

다공성 탄소

이 석

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도가 주이다. 한 ACF를 고온처리해서 미세흑연을 성장시

켜도 도도는 처리온도를 높임에 따라 증 하지 않고, 미세

흑연의 성장 배향이 단조롭게 변화하지 않는 것을 나타내

고 있다. 각종 기체를 흡착시켰을 때에 도도를 측정하면

자친화성이 큰 SO2와 O2를 흡착시키면 도도는 상승한다. 즉

ACF의 기 도에서는 원자가밴드에 생긴 홀이 운반체이고, ACF는 p형반도체라 생각된다. 기본 으로는 다른 활성탄의

자 성질도 같을 것이다. 자기 물성도 흥미롭다. 미세흑

연 단 의 기본구조인 다환방향족 분자는 π 자에 의한 환

류의 향으로 반자성을 나타내고, 천이 속 이온의 불순물을

포함하지 않으면 일반 으로 활성탄은 형 인 반자성을 나

타낸다.

2. 세공의 정의

흡착제에 세공의 일반 인 분류법은 IUPAC(International Union of Pure and Applied Chemistry) 규정에 의해서 다음과 같은

크기별 그룹으로 나뉘어졌다.[1] (표 1)

3. 다공성 탄소재료의 세공특성

(1) 세공구조

활성탄류의 높은 흡착성은 세공구조에 의한 것임으로 그 구

조를 이해하는 것은 매우 요하다. 세공구조를 기술하는 데

는 단 세공의 형상과 크기, 단 세공간의 망상구조가 필요하

지만, 보통은 세공경과 그 분포, 비표면 세공용량이 사용

되고 있다.

(2) 세공의 분류와 세공분포

상기 표 1에 나타낸 것처럼 IUPAC에 의해서 고체 에 세

공은 세공경(w)의 크기로 3개의 부분으로 분류되고 있다. [그림 2]에 IUPAC에서 정의한 세공의 정의를 활성탄소 섬유

상활탄(활성탄소섬유)의 표면에서의 구조를 를 들어 설명하

다.의 분류 에서는 미세공이 분자를 흡착하는데 요한

치를 유한다. 활성탄은 큰 비표면 을 가지지만, 그 표면

의 부분이 미세공이다. 미세공 내에서는 분산력에 의한 표

면-분자간 상호작용은 평탄 표면보다도 높아지고, 분자는 미세

공 채움이라는 흡착기구에 의해 기공내로 흡착된다. 공업 으

로 이용되는 활성탄류는 간세공을 가진 경우가 많다. 간

표 1. 세공의 분류.

1. 세공크기에 의한 분류

- Micropore (미세공) < 2.0 nm Ultramicropore ( 미세공) < 0.7 nm Supermicropore (극미세공) 0.7~2.0 nm - Mesopore ( 간공) 2.0~50 nm - Macropore (거 공) > 50 nm2. 근원에 의한 분류

입자간 세공: 결정체에 존재하는 것

고유 세공: 결정체 구조로부터 비롯된 것

외부 세공: 이질성 물질의 도핑에 의해 유발된 것

분자 세공: 원시 미립자의 응집에 의한 형성

그림 1. 고온처리 활성탄소섬유의 XRD.

그림 2. 활성탄 활성탄소섬유의 표면세공 구조.

Micropore<2nm

Macropore>50nm

Meso pore 2-50nm

Outer surface

Micropore

(a) 입상활성탄 (b) 활성탄소섬유

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세공 흡착에서는 세공 에 발생하는 흡착층의 메니스커스 형

성에 동반해서 세공내의 포화증기압이 강하하기 때문에 모세

응축이 일어난다. 흡착과 탈착시의 메니스커스 형상에

차이가 있으면 히스테리시스가 나타나고, 히스테리시스 형상

의 해석에 따라서는 간세공의 형을 추정할 수 있다. 간세

공은 작은 분자의 흡착에는 합하지 않지만, 색소분자와 같

은 큰 분자의 흡착에는 합하다. 거 공과 간세공은 미세

공으로의 분자확산경로가 되고, 기체의 흡착분리에서 요한

인자인 흡착속도를 지배한다. 거 공에서는 그 세공구조가 가

지고 있는 특이한 흡착기구는 없고, 평탄표면과 같은 흡착기

구에 의해서 흡착이 진행된다. 활성탄으로는 의 미세공이나

간세공 거 공이 존재하고, 그것이 다양한 분포를 가지

고 있다. 그러나 모든 세공 역에 걸친 분포에서는 미세공이

가장 많이 존재하고, 한 그 크기분포도 비교 균일하다. 간세공이나 거 공의 분포는 균일하지 않고, 분포도는 부활조

건 원료 구체에 따라 크게 다르다. 를 들면, 고분자를

원료 구체로서 제조된 활성탄에는 간세공 거 공이 비

교 작다. 세공경 분포는 활성탄류의 세공 구조를 나타내는

데에 리 이용되고 있지만, 미세공 역의 세공경 분포의 결

정은 아직까지 충분히 확립되지 않았다.

(3) 비표면

활성탄은 세공성 고체 임에도 불구하고, 비표면 이 리

이용되고 있다. 비표면 결정은 N2기체 흡착에 의한 BET 해

석법이 주류이고, 시 되는 부분의 자동흡착 측정장치에는

해석 로그램이 갖추어져 있다. 그 지만, 활성탄의 표면 의

부분은 미세공이 발달되어 있으므로 BET해석으로부터 비표

면 을 결정하면 1~3할의 오차를 가지게 된다. 이것은 미세공

내에서의 표면-분자간 포텐셜의 겹침 효과에 의한 것으로 단

분자층 형성이 압에서 완료해 버리기 때문에 평탄 표면계에

서의 BET의 해석 상 압 역(P/Po=0.05~0.3)에 합하지 않

기 때문이다. BET해석을 미세공계에 용하는 데는 상 압으

로 0.005~0.05의 역을 사용하는 것이 좋지만, αs polt을 사용

하면 보다 정확하게 비표면 을 구할 수 있다.

(4) 세공용

미세공을 가진 카본의 비표면 을 결정하는 데는 어려움이

많지만, 세공용 에 해서는 쉽게 신뢰할 수 있는 수치를 얻

을 수 있다. 일반 으로는 세공 내에서의 흡착상태를 액체상

태로 생각하고, 액체의 도(77 K의 액체질소에서는 0.808 g/ml)를 사용해서 세공용 을 산출한다. 특정한 다공체에 다양한

증기를 흡착시키면, 액체 도에서 구해진 흡착용량이 일치한

다. 를 들면 He-ACF계에서는 분자간 상호작용보다도 표면

분자간 상호작용이 12배나 크기 때문에, 원자지름(0.26 nm)이 작

음에도 불구하고 비 (沸點)(4.2 K)에서의 액체 도(0.125 g/ml)의 2배 가까운 미세공 내 흡착층 도(0.202 g/ml)를 나타내

고, 분명히 흡착층은 액체로 간주할 수 없다. 이처럼 활성탄류

의 미세공 용량의 결정에서 흡착층 도의 처리에는 주의가

필요하지만, Gurvitsch측이 성립하는 범 에서는 임의의 흡착

질에서 구한 세공용 에서 미지의 흡착질에 한 활성탄의 흡

착능 평가를 측할 수 있다.

(5) 세공형상

활성탄류의 고체구조는 미세흑연이 구조 단 라고 생각할

수 있기 때문에 미세공구조(특히 micropore 구조)를 추정할 수

있다. 활성탄류에서 생각할 수 있는 세공형상을 [그림 3]에 나

타냈다.그림 에 실선은 한 장의 미세흑연층을 나타내고, 미세흑

연이 기본 단 를 형성하고 있는 모델을 생각하고 있다. 활성

탄의 미세공 구조는 슬릿(slit)형 세공(a)이라 생각할 수 있지

만, 엄 히는 미세흑연이 완 히 평형하지 않기 때문에 기

형(설형) 세공(b)을 생각해야 할 것이다. 더욱이 미세흑연 구

조단 에 둘러싸인 게이지공(c)도 존재한다고 보여진다. 실제

의 활성탄 에서는 이러한 세공 단 가 서로 3차원 으로 이

어지고, 단 세공보다도 세공이 커지는 경우도 있다.

다공성 탄소의 제조

1. 통 인 제조 방법

(1) 탄화

활성탄같은 통 인 다공성 탄소는 [그림 4]에서 보여주

는 것처럼 그 자체에 잘 발달한 세공을 가지고 있다.[2] 활성

탄은 공극구조가 발달한 탄소재료로서 흡착제나 매담체로

리 공업 으로 이용되고 있다. 근년에는 섬유상 활성탄 등

을 제조하게 되었다. 어느 것이든 탄소를 주성분으로 하고

있는 물질이며, 무연탄과 같이 천연 인 탄소를 주성분으로

하여 흡착, 표면활성을 보이는 것도 있고, 그 로 사용하는

경우도 있지만 성능은 반드시 만족스럽지 않으므로 일반 으

로 유기물(탄소질물질)을 탄화, 활성화하여 제조한다. 탄화란

그림 3. 활성탄류의 세공모델.

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유기물의 가열변화에 의해 일어나는 결합의 해열과 보다 안

정된 결합으로의 재편성을 가져오는 분해, 축합, 방향족 고

리화 등 탄소가 농축된 일련의 다종다양한 화학 반응의 총칭

이다. 탄소를 포함한 물질은 통상 유기물을 고온까지 올리면

최종 으로 흑연 결정이 되는 것이 당연하지만 이 같은 최종

단계에 도달하기까지의 과도단계로 무정형부터 결정형 범

에 걸쳐 여러 종류의 구조가 존재한다. 유기물에서 탄소로

변할 때에 기상, 액상, 고체상의 어느 것인가를 경우하며 생

성된 탄소를 각각 기상탄소, 액상탄소 고상탄소라 한다. 다공성 탄소재료를 제조하기 해서는 활성화 처리가 필요하

다. 활성화는 탄소재료 내에 세공을 도입시키는 공정이다. 이

는 물리 활성화, 화학 활성화 등 보통 크게 두 가지 범

주로 나 다.[2]

(2) 물리 인 활성화(gas 활성화법)이 공정은 산화성 기체를 이용하여 탄소를 기화시키는(활성

화) 것이다. 활성화에 이용되는 주된 가스는 수증기, 이산화탄

소, 산소이지만 공업 으로 이들 가스와 연소가스를 혼합해서

이용하고 있다.[3] 그 외에 염소, 이산화유황, 유황증기 등도 들

수 있지만 공업 으로는 거의 쓰이지 않고 있다. 탄화물의 가

스 활성화 과정은 2단계로 진행된다고 생각되는데 제1단계 가

열 과정에서는 탄화물의 미조직화 부분이 선택 으로 분해 소

비되고, 탄소구조내 (탄소결정체간)에 닫 있는 미세한 공극

이 개방되어 내부 표면 이 속히 증가한다. 제2단계의 가스

화 반응 과정에서는 탄화물을 구성하는 탄소 결정체 는 미

세한 공극부분을 구성하는 탄소가 반응 소모되어 탄소구조에

따라 큰 공극이 복잡하게 조직 으로 형성된다. 이 공극의 형

성과정은 가스화 반응의 탄소소모와 한 계가 있고 반응

소모율이 50% 이하인 경우 미세공이 주체인 활성탄이 얻어지

고 반응 소모율이 75%를 넘으면 macro 공이 증가한다. 그

간의 반응의 반응 소모율에서는 micro공과 macro공이 분포된

공극을 얻을 수 있다.

(3) 화학 활성화

화학 활성화는 물리 활성화보다는 낮은 온도에서 제조

되지만, KOH, Na2CO3, NaOH, ZnCl2, MgCl2, H3PO4 등의 산

성 염기성 약품이 주로 사용되고 있으며, 침식 산화반

응에 의한 탄소의 소비로 고비표면 을 얻을 수 있는 방법이

다. 특히 활성화제 KOH는 고비표면 을 얻을 수 있는 약

품으로 리 사용되고 있다.[4,5]

활성화 시 탄화물과 약품의 질량비는 탄성화 공정에서 매우

요한 인자라 할 수 있으며, 질량비의 증강에 따라 비표면

도 증가하는 경향을 나타낸다. 그러나 질량비가 무 클 경우

에는 약품의 과도한 침식작용으로 세공의 붕괴를 가져와 비표

면 이 오히려 감소하는 경향을 나타낸다.

2. 새로운 제조 방법

최근에 통 인 물리 , 화학 활성화 방법에 의한 다공

성 탄소재 제조 방법보다는 오히려 새로운 다공성 탄소재 제

조방법에 심이 모여지고 있다. Ryoo 등은 평 합성법, 고

분자 랜드법, 유기 겔방법, 다 벽 탄소나노튜 이용법 등

새로운 제조방법을 소개하 다.[6] 다음에 표 방법을 소개

하고자 한다. 다공성 탄소재료의 제조방법 최근 많이 이

용되는 방법은 졸-겔법(Sol-Gel Methods), 평 합성법(Template methods) 등이 있으며. 특히 이 방법들은 다공성 탄소 나노구

조체를 제조하기 한 방법들이다. 졸-겔법은 비교 수월하지

만 불규칙한 세공이 얻어지며, 세공의 크기를 조 하기가 쉽

지 않다. 반면, 평 합성법은 제조 방법 자체는 졸-겔법 보다

는 다소 어렵지만, 규칙 인 세공을 얻을 수 있다는 과 세

공의 크기를 제어하기가 용이하다는 장 을 가지고 있다.

(1) 졸-겔법(Sol-Gel Method)이 방법은 resorcinol과 formaldehyde를 무기 실리카 졸 입자

들의 존재 하에서 합시킨 후 탄화과정과 HF 엣칭(etching)과정을 거친 다음 세정(washing), 정제(filtrating) 과정을 거친

후 다공성 탄소 나노구조체를 얻는 방법이다. 100 nm 이하의

세공을 가지는 탄소 구조체를 얻는 방법으로 Han 등은 1238 ± 5 m2/g의 BET 표면 을 얻었으며 pore 크기 분포는 10~100 nm 정도 다.[7] Hyeon 등도 이 방법을 다공성 탄소나노 구조

체를 제조하 는데 이들은 기혼합물의 pH, 탄소 구체와

무기실리카의 몰비(mole ratio)가 표면 과 세공부피에 미치는

향을 고찰한 결과 기 혼합물의 pH는 8, 탄소 구체와

무기실리카의 몰비는 7.5일 때가 가장 좋은 결과를 얻는다고

보고하 다.[8] 비록 불규칙 이고 세공과 세공간의 내부연결은

되지 않지만 제조하기 쉬운 정 이 있으며, 비교 높은 표면

과 세고부피를 얻을 수 있다. [그림 5]에 졸-겔 공정에 해

그림으로 알아보기 편리하게 나타냈다.

(2) 평 합성법(template method)이 방법은 졸-겔법보다 균일한 세공을 얻고자 할 때 사용하

그림 4. 다공성 탄소의 개념 모델.

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는 방법이다. 수백나노 크기의 콜로이드 입자를 특정한 형태

의 결정구조로 배열시켜 콜로이드 틀을 만든 후 이 틀 사이에

나노입자나 무기 구체를 넣어 반응시킨 후 열을 가하거나

콜로이드를 녹일 수 있는 용제(solvent)를 이용하여 기 콜로

이드를 제거함으로써 수백 나노의 기공이 규칙 으로 배열된

구조재료를 만드는데 사용할 수 있다.Ryoo 등은 산 매 존재 하에 설탕이나 sucrose 등과 같은

탄소 구체 입자들을 이용하여 MCM-48, SBA-15라 명명된

균일한 다공성 탄소구조체를 제조하 다.[9]

한, Yu 등은 균일한 pore 크기뿐만 아니라 내부 으로 연

결된 탄소구조체를 제조하 는데 BET 표면 이 620 m2/g, pore 크기는 50 nm 다.[10] 이는 [그림 6]에 나타난 것처럼 역

미셀 시스템에서 나노크기의 실리카 입자를 제조한 후 에탄올

로 세척한 뒤 실리카 입자들을 펠렛(pellet)화 하여 하나의 구

조체를 만든 후 설탕이나 sucrose와 같은 탄소 구체와 황산

의 혼합용액을 방울단 로 펠렛화된 실리카 입자들의 구조체

에 떨어뜨린다. 실리카입자들 사이의 공극으로 혼합용액이 스

며들어간 뒤 건조과정과 탄화과정을 거친 후 불산 엣칭을 통

해 실리카 입자를 녹여내면 내부 으로 연결된 균일한 크기의

다공성 탄소 나노구조체가 제조되는 원리이다.

(3) 고분자 랜드법

고분자 랜드법은 다른 고분자를 혼합함으로써 고분자의

특성을 증가시키기 한 방법으로서 개발되어왔다. 이런 의미

에서 고분자 랜드는 복합재료의 일종이다. 다공성 탄소를

제조하기 한 고분자 랜드법의 개념도를 [그림 7]에 나타

내었다. Hatori 등은 폴리이미드와 폴리에틸 리콜을 이용하

여 다공성탄소를 제조하 다.[11]

다공성 탄소의 응용

1. 통 인 응용

일반 으로 다공성 탄소의 통 인 응용은 설탕의 탈색, 공기 정화, 물의 정제, 청정, 악취나 유독가스의 제거, 가스 분

리, 용매의 회수 등이었다. 이러한 응용의 부분은 뛰어난 흡

착 특성에 비롯된 것들이다. 물론 활성탄은 여러 응용에 따라

서 세공크기를 조 하여 이용하고 있다. [그림 8]에 통 인

활성탄의 응용 를 나타내었다. 이 수처리는 가장 큰 용도

분야이다. 수질에 한 우려와 증가하는 수자원의 재활용에

그림 5. 졸-겔법의 공정. 그림 7. 활성화없이 다공성 탄소를 제조하기 한 고분자 랜드법의 개념도.

그림 6. 콜로이드 실리카 평 합성법에 의한 균일 다공성 탄소 나노구조체의

제조 개략도. 그림 8. 통 인 활성탄의 응용 .

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의해 이 분야의 응용은 확 되고 있다. 활성탄의 가스상으로

의 응용 분야에서 가장 큰 시장은 공기정화와 배기 캐니스터

분야이다.

2. 비 통 인 응용

최근, 자동차 공장에서 배출되는 가스로부터의 기오염, 다이옥신이나 환경호르몬, 특히 개발도상국들의 에 지 부족

등으로 인한 많은 문제들이 우리의 삶을 험하고 불안하게

만들고 있다. 다공성 탄소는 앞서 우리가 살펴본 것처럼 원하

는 특성을 제조할 수 있으므로 이러한 문제들을 해결하기에

아주 좋은 재료라 할 수 있겠다. 다공성 탄소가 응용되고 있

는 Li이온배터리, 천연가스 장용기, 수소 장, 연료 지 자

동차, Solar Cell 등의 분야 몇 가지 용용분야 를 그림으

로 소개하고자 한다.가스 장에 한 응용에 있어서, 주로 장용 가스는 메탄

이나 수소이다. 천연가스는 청정에 지원으로서 심이 모아

지고 있고, 자동차 연료로서 기 된다. [그림 9]는 압축천연가

스(Compressed Natural Gas; CNG)를 장하기 한 용기를

보여주고 있는데, 이 기술의 실질응용을 한 핵심은 효과

이고 값싼 흡착제를 찾는 것이다.활성탄도 그 주요 후보 에 하나이다. 특히, 최근 연료 지

자동차에 이용되기 해서 수소 장에 한 연구들이 활발히

개되고 있는데 이처럼 수소 장 연료 지 자동차 개발

분야(그림 10, 11)에도 다공성 탄소는 그 핵심소재라 할 수

있겠다.

맺음말

지 까지 다양한 잠재력을 지닌 다공성 탄소재료의 특성, 그 세공구조, 제조방법, 그리고 여러 가지 응용 등에 하여

소개하 다. 재 미국, 일본 등 여러 선진국을 비롯한 우리나

라에서도 다공성 탄소 재료에 한 연구가 활발히 진행되고

있고, 에 지 고갈과 환경문제와 맞물려 청 에 지원으로서

의 다공성 탄소의 응용은 폭발 으로 증가하리라 상된다. 따라서, 21세기 과학기술 입국을 이루기 해서는 산업에

필수 으로 사용되는 다공성 탄소재료의 연구 개발은 요한

과제라 할 것이다.

참 고 문 헌

[1] K.S.W. Sing, et al., Pure Appl. Chem. 57, 603 (1985). [2] R. C. Bavsal, et al., Active Carbon (Dekker, New York, 1988),

Chap. 3. [3] R. C. Bavsal, et al., Active Carbon (Dekker, New York, 1988),

Chap. 1. [4] A. N. Weunerberg, et al., U.S. Patent 4,082,694 (1978). [5] H. N. S Schafer, U.S. Patent 4,039,473 (1977). [6] R. Ryoo, et al., Adv. Mater. 13, 677 (2001). [7] S. J. Han, et al., Carbon 37, 1645 (1999). [8] T. G. Hyeon, et al., Chem. Mater. 12, 3337 (2000). [9] R. Ryoo, et al., J. Phys. Chem. B. 103, 6200 (1999).[10] J. S. Yu, et al., Carbon 39, 1442 (2001).[11] H. Hatori, et al., J. Appl. Polym. 57, 871 (1995). [12] S. B Fredrick, et al., Gas Stroge Workshop, Royal Military

College of Canada, July 10-12 (2001).[13] J. James, et al., Gas Stroge Workshop, Royal Military College of

Canada, July 10-12 (2001).[14] S. Ragen, et al., Gas Stroge Workshop, Royal Military College of

Canada, July 10-12 (2001).

그림 9. 천연가스 장용기에서 다공성 탄소의 기능.그림 10. 수소 장 용기의 과거와 미래.

그림 11. 연료 지 자동차의 나노 다공성 탄소의 응용.