일본산업뉴스요약

유기태양전지 전극재료인 풀러렌 3분에 합성
플로우에서 시간 당 250mg 생산, 실용 기술 확립

오사카부립대학 대학원 이학계 연구과의 류일형(柳日馨) 교수와 후쿠야마(福山) 교수 연구팀은, 쇼와전공(昭和電工)과 협력하여 유기박막 태양전기 전극재료로서 유력한 탄소소재인 수식(修飾) 풀러렌의 유도체「PCBM」의 고효율 합성 방법을 개발하였다. 오사카부립대학발 벤처 기업인 MiChS의 광(光)반응용 리액터를 사용하여, 재료가 되는 물질을 대용량으로 빠르게 유동시키는 플로우 합성을 실현하였다. 반응 시간은 총 3분 이내로 짧고, 시간 당 250mg을 생산하는 실용 수준의 기술을 확립하였다.

다단계로 나눠 용기 내에서 시행하는 일반적인「배치(Batch) 반응」이 20시간 이상이 걸리기 때문에, 연구그룹은 반응이 단시간에 연속적인 플로우에서 시행하는「플로우 반응」의 합성법의 연구를 시작하였다. 기존의 플로우 반응의 합성법은 체류 시간이 수십 분이 걸리는데다, 몇 시간에 걸쳐 수mg의 생산에 그치기 때문에 충분한 양을 확보하기가 어려웠다.

새로운 합성법의 경우는 제1단계의 탄소 원자 60개로 구성되는「C 풀러렌」과 유기물의「디아조알칸1」의 반응과, 제2단계인 분자 구조가 변하는 광이성화(光異性化) 반응으로 나뉘며, 각각 단독으로는 1분 미만의 체류 시간을 달성하였다.

또한 연속적인 원 플로우 합성에서도 총 3분 이내였다. 광이성화 반응에 나트륨램프를 사용하여 반응을 효율화하였다.

리액터 내의 유로(流路)는 폭 2mm, 깊이는 0.5mm 또는 1mm, 길이 3m다. 유량을 확보하여 효율적인 생산을 실현하였다. 생산 장치는 리액터 외에 펌프, 믹서, 체류 시간 유닛으로 구성하여, 동일한 구조를 늘림으로써 쉽게 증산할 수 있다.

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