금속 나노입자 코어 및 그래핀 쉘을 포함하는 복합입자

Abstract

본 발명에 따른 복합입자는 그래핀 쉘이 전이금속 나노입자 코어의 표면을 감싸는 코어-쉘 구조의 복합입자로, 코어에 그래핀 쉘이 단층으로 존재하는 것은 물론, 그래핀 쉘이 층과 층이 겹치는 영역이 최소화되고 균일한 두께를 가지는 효과가 있다. 또한 현저히 낮은 결함을 가지는 고품질의 그래핀 쉘이 전이금속 나노입자 코어의 표면상에 위치하며, 상기 그래핀 쉘이 질소 도핑되더라도 질소 도핑량 대비 상대적으로 낮은 결함을 갖는 고품질의 그래핀 쉘이 전이금속 나노입자 코어의 표면상에 위치할 수 있는 효과가 있다. 뿐만 아니라 수소 생성 반응 등의 촉매로서 사용될 경우, 우수한 촉매 성능, 내구성 및 긴 수명을 가지는 것은 물론, 전극에 포함되어 사용될 경우 높은 수소 생성율 및 높은 수소 생성 속도 등의 전기화학적 특성을 가지면서도 내구성 및 수명이 우수한 효과가 있다. 나아가 전극으로 사용될 시, 일반적으로 촉매를 기재 상에 고정하기 위한 바인더의 사용이 필수적이지 않으며, 바인더 프리 전극으로 사용될 경우에도 내구성 및 수명이 우수한 효과가 있다. 또한 본 발명에 따른 복합입자의 제조 방법은 저품질의 그래핀 쉘을 갖는 복합입자의 형성을 최소화하여, 고품질의 그래핀 쉘을 갖는 복합입자의 수율이 현저히 높은 효과가 있다. 뿐만 아니라, 탄소나노튜브 등의 부반응에 의한 다른 탄소체의 형성을 방지하면서 전이금속 나노입자 코어의 표면에 그래핀 쉘이 형성되도록 하고, 다른 탄소체를 분리하는 공정이 수반되지 않는 효과가 있다.