화학공학소재연구정보센터
학회 한국재료학회
학술대회 2006년 가을 (11/03 ~ 11/03, 수원대학교)
권호 12권 2호
발표분야 전자 재료
제목 전기변색 재료인 WO3와 프러시안 블루의 전기화학적 및 광학적 특성 평가
초록 미래는 화석연료의 한계와 에너지 고갈현상으로 인하여 사람들은 대체 에너지의 개발과 energy saving에 관한 관심이 날로 커져가고 있으며 에너지 절약과 함께 색깔까지 바뀌는 전기변색 스마트 윈도우는 미래의 사람들에게 윤택한 삶을 선사해 줄 것이다.
전기 변색 (Electrochromism)이란 인가된 전압에 따라 색깔이 변하거나 electrochromic device에서 가역적으로 이온의 intercalation과 deintercalation되는 현상으로 정의된다. 또한 전기변색 device는 투명 유전층, 전기 변색층 ,이온 전도 전해질층, 대전극층으로 구성되고 ,스마트 윈도우, 미러, 선루프등 다양한 응용분야가 있다.
본 연구에서는 전기 변색층에 사용되고 있는 텅스텐 옥사이드를 솔-젤법으로 제조하고 딥코터로 박막을 형성하였는데 인상속도가 25mm/min에서는 122nm, 150mm/min에서는 352nm로 인상속도가 증가함에 따라 두께가 비례적으로 증가하였고 밀도 5.03에서 6.32g/cc 였다. 이렇게 형성한 박막에 Autolab PGSTAT12을 이용하여 리튬이온을 정전압을 인가하여 주입시켰는데 주입된 양에 따른 투과율 변화를 633nm파장의 He-Ne laser로 측정한 결과 WO3에 1/3의 리튬이온을 주입 시에는 10%였으며 1/2의 리튬이온을 주입 시에는 7%였다. -1V와 +1V를 30초씩 인가하여 사이클 테스트 결과, 가역적으로 텅스텐 옥사이드 박막을 이동하는 리튬의 양은 WO3 분자당 1/3의 리튬인 것으로 나타났다.
양극재료로 음극소재로 사용한 프러시안블루의 용량에 1.5배에 해당하는 리튬의 양을 텅스텐 옥사이드 박막에 선주입한 텅스텐 옥사이드를 사용하고 전해질로는 1몰의 LiClO4과 Propylene carbonate를 사용하여 풀셀 디바이스를 만들었는데, 초기에는 4.2mC/cm2에 착색시 6% 탈색시 33%였으나 1000사이클 후에는 활성화 되어 리튬이온들이 텅스텐 옥사이드와 프러시안 블루의 격자 속으로 intercalation와 deintercalation이 용이하게 되면서 5.8mC/cm2 착색시 7% 탈색시 50%의 투과율을 나타내었다.
저자 박석1, 김창열1, 임태영1, 최덕균2
소속 1요업기술원, 2한양대
키워드 전기변색; WO3; 프러시안 블루; 솔-젤; 밀도; intercalation; deintercalation
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