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‘꿈의 나노 물질’ 그래핀, 차세대 전지 응용기술 세계 최초 개발

김재호 기자
입력 2020.03.11 14:44
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©AI타임스 활상화된 구겨진 형상의 그래핀 합성과정 모식도

한국지질자원연구원(KIGAM·원장 김복철)은 미래 신소재로 각광받는 그래핀을 차세대 이온 전지용 소재로 적용할 수 있는 기술을 세계에서 처음으로 개발했다고 11일 발표했다.

그래핀은 탄소 원자가 벌집 모양으로 배열된 얇은 막 형태의 나노 소재다. 연필심 재료인 흑연의 한 층을 말한다. 전기가 잘 통하고 열전도성이 높아 ‘꿈의 나노 물질’로 불린다.

장희동 KIGAM 박사팀과 이승우 미국 조지아공대 교수팀은 에어로졸 공정으로 제조한 구겨진 종이공 모양의 그래핀 산화물을 부분 환원 및 저온 열처리 활성화 과정을 거쳐 칼륨 및 나트륨 이온 전지의 소재로 적용하는데 성공했다.

칼륨 및 나트륨 이온 전지는 고효율의 높은 안정성을 갖고 있어 리튬이온전지 대체재로 주목 받고 있다.

그동안에도 그래핀을 사용하려는 연구는 지속됐지만 그래핀 시트 간 재적층 현상 때문에 우수한 결과물을 얻지 못했다.

연구팀은 재적층이 발생하지 않는 구겨진 종이공 형상의 활성 그래핀을 제조해 기존 한계를 극복했다. 이번 연구가 상용화로 이어지면 수십 조원 이상의 경제효과를 창출할 수 있을 것으로 기대된다.

장희동 박사는 "이번 연구는 활성 그래핀을 활용한 칼륨 및 나트륨 전극 소재가 차세대 원료 소재로 활용 가능성을 보여주었다는 점에서 가치가 있다"고 설명했다.

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