화학뉴스

삼성전자(대표 권오현‧윤부근‧신종균)가 배터리 분야에서 그래핀(Graphene)을 상용화할 수 있는 기술을 개발했다.
삼성전자 종합기술원은 기존 LiB(Lithium-ion Battery)보다 충전용량이 45% 크고 충전 속도는 5배 가량 빠른 배터리를 제조할 수 있는 신소재 「그래핀 볼」을 개발했다고 11월28일 발표했다.
나노 신소재인 그래핀을 배터리에 적용하는 기술을 개발한 것은 처음이어서 주목된다.
그래핀은 실리콘(Silicone)보다 전자를 140배 정도 빠르게 이동시킬 수 있어 배터리 충전 속도 향상 및 충전용량 확대에 기여할 것으로 기대된다.
과거에는 고속충전 기술을 사용해도 완전히 충전하는데 1시간 가까이 걸렸으나 그래핀 볼 소재를 활용한 배터리는 12분이면 충전이 가능하며 전기자동차(EV)용 배터리가 요구하는 온도 기준인 60℃까지 안정성을 유지하는 것으로 알려졌다.
삼성전자의 연구는 그래핀을 LiB의 음극재로 사용할 수 있는 형태로 합성하는데 성공함에 따라 그래핀 상용화의 길을 연 것으로 평가되고 있다.
LiB의 주요 소재인 리튬은 음극으로 사용하면 충전‧방전 과정에서 원래 형태가 훼손돼 오래 사용하지 못하는 단점이 있었다.
이에 따라 실리콘·흑연 복합물 등을 대신 사용하기도 하나 전자의 이동 속도가 느려 충전 속도가 떨어지는 문제가 있었다.
하지만, 삼성전자 연구원들이 개발한 그래핀을 팝콘 같은 3차원 입체 형태로 합성하는 기술을 활용하면 음극 형태로도 가공이 가능해진다.
삼성전자 관계자는 “산소와 규소를 화학적으로 결합한 실리카(Silica)를 통해 저렴한 비용으로 그래핀을 가공할 수 있게 됐다”며 “EV는 물론 스마트폰 등에도 적용할 수 있을 것”이라고 강조했다.
그래핀은 흑연에서 벗겨낸 얇은 탄소 원자막으로 물리 및 화학적 안정도가 우수해 배터리, 디스플레이 등에서 활용도가 높은 나노 신물질로 각광받고 있다.
종합기술원은 그래핀 볼 관련 기술에 대해 미국, 한국에 2개의 특허를 출원한 것으로 알려졌다. <강윤화 기자>