9. GeO2 Particle Size, Nano, 나노

9. GeO2(이산화게르마늄)는

가장 안정화된 GeO2 Powder 형태이다.

http://blog.daum.net/jexim/15537239

 

게르마늄, GeO2 = 이산화게르마늄과 Particle Size

게르마늄이 여러가지로 유용하게 쓰이고 있다는 것은

누구나 쉽게 알 수 있고 그에 관한 자료도 쉽게 찾아 볼 수 있다.

 

그러나 국내에 인터넷에서 게르마늄 또는 제품을 취급하고 있는

4개의 회사들... 그들은 완전이 사기꾼과 다를 바 없다고 생각된다.

심지어 게르마늄협회라는 곳은 더욱더 기가 차다...

일본에 공급키 위해 여러 방면으로 조사해 본 결과이다.

제품을 원재료로 취급하는 다른 한 회사만이  정직한 면을 볼 수 있었다.

 

이에 마땅치 않아 세계의 시장(주로 캐나다, 미국, 중국, 러시아)에서 

직접 수배하여  일본에 공급하게 되었다.

반도체 성질을 가지고 있으므로,  산업사회에서는 전문 분야이지만

광케이블, 반도체용 GeH4 Gas와 GeCl4, Pet생산 중합촉매,

의료 장비 등등 광범위하게 이용되고 있고

일본에서는 몇 년 전부터 유행하는 일반 건강용품에 이용하는

게르마늄의 사용 패턴이 바뀌어, 게르마늄 목걸이, 반지등의 장신구가 아닌

각종 건강용 기구등에 직접 코팅하여 사용되고 있고

그 코팅 기술(웨이브 가공)에 접목되어 뉴 트랜스로 자리잡고 있다.

 

천연 상태의 식물에는 유기게르마늄이 내재되어 있고,

 광물질에는 무기게르마늄이 함유되어 있으나

 그 함유량이 지극히 적어서 인위적으로 유기 또는 무기게르마늄을

제조해서 사용한다.

무기게르마늄은 화합물로서  안정한 값을 갖는

2가와 4가의 산화수 화합물로 구성하며,

대표적으로 이산화물(GeO2)과 사염화물(GeCl4)이다.

세계적으로 분포도를 보면 중국이 50%, 미국이 20%, 카나다 15% 등등이고

벨기에, 독일이 제련기술을 선도했었고,

최대 소비처는 2015년 현재 미국이다.

 

무기게르마늄(GeO2= Germanium Dioxide)이다.

가격은 국제시세에 따라 다르다.    (2008년 8월)

기본 포장 및 판매 단위  ;  100g, 1Kg,  10kg,...

주기율표 게르마늄  Ge,   원자번호 32

주기율표  부호  설명

사진으로 Dioxide와 Oxide의 입자 크기등을 구분하기 어렵지만,

이러한 백색 분말(Powder)임

Particle Size는 

제조 공법(기술)에 따라 약간의 차이가 있고 그 편차도 크다.

중국산의 경우 150Mesh(104㎛) ~250Mesh(61㎛), 약 200Mesh(74㎛)

북미산은 약 10㎛~50㎛

독일산은 5㎛~20㎛의 입자 크기이다.

용도에 따라 분쇄하거나, 화학적 변형에 의해 입자 크기를 작게 만들 수 있다.

물리적 분쇄는 여러가지 문제점들이 있어 GeO2분쇄에는 적합하지 않다. 

화학적 변형 방법을 사용하는 것이 나노입자를 만들 수 있고, 

편차가 거의 없어 입자의 균등성을 유지하므로 훨씬 효과적이다. 

공정상 가격이 저렴하지 않으나 오히려 훨씬 경제적인 효과를 볼 수 있다.

전기뱃터리 용매나 폴리머, 실리콘 등의 사출에는 나노 크기의 입자를 사용하는 것이 제품의 가격은 2배 이상이 되지만, 같은 효율을 기준으로 했을 때,

1㎛ = 1,000nm,  50㎛ = 50,000nm, 이므로

입자 크기가 작을수록 입자가 커버하는 비표면적은 그 만큼 넓어진다.

(단 분산을 효율적으로 해야 하고, 기술자들이 잘 알고 있음)

 GeO2(50㎛)=\1,000/Kg이면   GeO2(50nm)=\3,000/Kg이다. 

가격은 비싸지만 경제성으로 볼 때, 

GeO2(50nano)의 경우는 1/1000의 투입량으로 같은 효과를 볼 수가 있어

투입 비용 대비 효과는 훨씬 유리하다.

1. 즉, GeO2(50㎛)=1단위, 투입량 1Kg의 효율을 100이라 할 때,(비용;\1,000)

2. GeO2(50nm), 1g을 투입할 때, 효과(효율 100=비용 ; \2.5)를 

얻을 수 있게 된다.

<** 효율100=대상물의 생산량과 생산물의 효과의 기준>

이는 수치상 계산되는 값이며, 기타 요인은 감안하지 않은 것이지만,

기타 로스율을 감안하여 같은 효율100을 도출한다고 하는 경우,

즉, GeO2(50nm) 40배수로 투입한다고 했을 때, 

2. GeO2(50nm), 40g 투입, 비용은 \100 되어

10배에 이르는 엄청난 경제적 효과를 가져 오게 되는 것이다.

*GeO2 50㎛을 화학분쇄법에 의해 nm의 입자크기로 만들면, 

입자 크기는 (20~50nm)가 된다.

(가격은 가공비+로스 포함 원료의 300%)

        

                    Powder                         Granule Size(현미경으로 본 입자 ; 약 10~40 μm

 

 

  독일이 개발하고 미국회사에서 생산하는 GeO2

독일에서 생산하는 제품

독일에서 생산하는 제품(5~20μm)

 

입도분석표(Canada)  

COA

Powder                     1Kg Packing

COA

High Purity Germanium Oxide

[Product Name] Germanium Oxide, 산화게르마늄

정확히는 GeO2 = 이산화 게르마늄=Germanium dioxide

also called Germanium Dioxide or Germanium Acid

[Specifications]

Granule Size: 250mesh

Pure germanium content≥99.999% (9가 5개라서 Five Nine이라고도 함)

[Color] White

[Physical Features]

CAS Number ; 1310-53-8

EC Number ; 215-180-8

Formula ; Ge02

MDL ; MFCD00011030

IUPAC NAME ; Oxogermane

Molecular Weight: 104.6

SMILES ; O={Ge}=O

Inchl Identifier ; Inchl=1S/GeO2/c2-1-3

Inchl Key ; YBMRDBCBODYYGJE-UHFFFAOYSA-N

Crystal Structure: Hexagonal

Density (2930k, g/cm³): 4.280

Gravity ; 2.94

Refractive Coefficient: 1.7

Melting Temperature: 1116.0

[Functions]

1. Dehydrogenation: increase the utilization ratio of oxygen so as to make cells that is lack of oxygen or wounded to resume their control inside the body. Improve the physics of the whole body and keep the health of the body.

2. Semiconductor function: stimulate blood circulation and lighten fatigue. Enhance immunity and natural healing capability.

3. Health care function: eliminate the toxin from the body; anti-aging and prevent cancer.

4. Safety: The germanium is the metal without radioactivity; as a result, it won’t bring side effect or hypersusceptibility.

[Applications] Germanium dioxide (GeO₂) is mainly used as a catalyst or additive, widely used for health care products, foods, medicines and cosmetics, etc.

[Packaging] 1kg Bottle, 3Kg, 10Kg, User needs

[Buy or Sell] Sample 1Kg

 

[Price] ; Accoding to q'ty and market exchange rate.

[Photo] ; 1Kg Packing in Bottle

 

 

 

 젝심상사 ; 010-9029-3551    

Tel ; 02-899-2445,  Fax ; 02-899-2446

 

 

 일반적으로 이용되는 GeO2 Powder는

순도(Purity) ; 99.999%(5N)

입자크기(Particle size) ; Average 100~800Mesh(140㎛~20㎛) 이다.

순도를 높이거나 낮추거나, 입자크기를 낮추게 되면,

가격이 상승하여 경제성이 떨어진다.

그러한 품질을 필요로 한다면(나노입자크기:1㎛이하) 가격과 무관하게

Spec을 맞추어 생산은 가능하다.

 

 

Schematic representation of the lithium reaction mechanism in the different materials. A reversible conversion mechanism of GeO2 can be observed for GeO2-nano, GeO2/C, and GeO2/Ge/C. The nanosized GeO2 particles are crucial for enabling the conversion reaction, while the carbon coating can improve the reversibility. The elemental germanium in GeO2/Ge/C plays a crucial role as a catalyst in improving the reversibility of the conversion reaction of GeO2. Credit: ACS, Seng et al. Click to enlarge.

다른 재료에서 리튬 반응 메커니즘의 도식적 표현. GeO2-nano, GeO2 / C 및 GeO2 / Ge / C에 대해 가역적 인 GeO2 변환 메커니즘을 관찰 할 수 있습니다. 나노 크기의 GeO2 입자는 전환 반응을 가능하게하는 데 중요하며, 탄소 코팅은 가역성을 향상시킬 수 있습니다. GeO2 / Ge / C 중의 원소 게르마늄은 GeO2의 전환 반응의 가역성을 향상시키는 촉매로서 중요한 역할을한다.  Credit  : ACS, Seng 외. 확대하려면 클릭하십시오

We found that the nanosized particles, carbon coating, and the elemental germanium in the composite play a crucial role in activating and improving the kinetics of the conversion reaction.—Seng et al.

우리는 합성물에서 나노 크기의 입자, 탄소 코팅 및 원소 게르마늄이 전환 반응의 동역학을 활성화하고 향상시키는 데 중요한 역할을한다는 것을 발견했습니다.

출처 ;  http://www.greencarcongress.com/2013/02/seng-20130210.html

 

 

게르마늄 이용해 고용량·고출력 리튬전지 만든다.(뉴스;디지털타임스)

흑연소재 대신 (흑연=음극소재, 리듐=양극소재)

리튬이온전지에 사용할 수 있는 고용량·고출력 게르마늄 음극소재가 개발됐다.

이 음극소재는 전지출력과 사용시간이 관건인 전기차의 고성능화를 가능케 하면서

모바일기기, 의료기기, 대용량 에너지 저장 등 다양한 분야에 널리 활용될 것으로 보인다. 

박찬진 전남대 신소재공학부 교수(사진)팀은 기존 흑연소재 전극보다 출력밀도는 40배 이상, 에너지 저장용량은 4배 높은 '고출력 게르마늄 리튬이온전지용 음극소재'를

개발하는 데 성공했다고 21일 밝혔다.

게르마늄은 기존 전극 소재인 흑연보다 많은 양의 리튬을 저장할 수 있어 차세대 리튬이온전지 전극 소재로 주목받았지만, 충방전 때 급격한 부피변화를 일으켜 반복 사용하면 성능이 저하되는 단점이 있었다.

연구팀은 졸겔법을 이용해 제조된 이산화게르마늄 나노입자와 고분자물질(PVP)을 혼합해 열분해와 환원과정을 거쳐 나노 게르마늄 입자를 탄소가 감싸면서 현무암과 유사한 3차원 다공성 구조를 갖는 독창적 구조의 이차전지 음극소재를 만들었다.

졸겔법은 보통 세라믹 재료를 합성하기 위한 방법으로, 합성과정 중에 액체에 고체가 녹아있는 졸 상태를 거쳐 용액이 응고된 겔 상태를 지난 후 원하는 나노분말 등을 얻을 수 있다. 

이 음극소재를 리튬이온전지에 적용하면, 저장용량이 흑연 이용 시보다 4배 이상 높아질 수 있고, 고속으로 1000회 충·방전해도 초기 용량의 89%를 유지해 성능 저하가 거의 없는 것으로 확인됐다. 특히 최고 속도로 3초만에 완전 방전시켜도 흑연의 최고 용량보다 120% 높은 방전 용량을 기록했다.

이 연구결과는 세계적 학술지 '에너지와 환경과학'에 최근 게재됐으며, 교육부와 연구재단의 지역대학 우수과학자사업의 지원을 받아 수행됐다.대전=이준기기자 bongchu@dt.co.kr

젝심상사 02-899-2445

 

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