화학뉴스

국내 연구진이 에너지 변환‧저장 장치로 활용할 수 있는 탄소 나노물질을 개발했다.
울산과학기술원(UNIST) 화학과 주상훈 교수팀과 한국과학기술연구원(KIST) 김진영 박사팀이 공동 연구를 통해 그래핀 튜브(CNT: Carbon Nanno Tube)가 규칙적으로 연결된 그래핀 골격 메조다공성 탄소(OMGC: Ordered Mesoporous Graphitic Tubular Carbon)를 합성하는데 성공했다고 밝혔다.
메조다공성 탄소는 가공 크기가 일정하고 균일하게 배열된 탄소 나노물질로 반응 표면적이 넓어 촉매로 유리하지만 전기전도도가 낮아 용도에 제한이 있었다.
연구팀은 메조다공성 실리카(Silica)와 몰리브데늄 카바이드(Molybdenum Carbide)를 틀(주형)로 사용하는 이중 주형법을 고안했다.
몰리브데늄 카바이드를 메조다공성 구조로 만들면 겉에 그래핀 층이 여러 겹 생겨 몰리브데늄 카바이드만 제거하면 그래핀 튜브로 이루어진 메조다공성 탄소 신소재를 얻을 수 있는 것으로 알려졌다.
신소재와 루테늄(Ruthenium)을 함께 쓴 촉매는 상용 촉매보다 높은 성능을 나타냈고 수소 생산 장치에서도 성능이 우수한 것으로 확인됐다.
김진영 박사는 “차세대 수소 생산 장치로 주목받고 있는 알칼리 고체막 물 분해 장치의 성능 향상에 큰 전기를 마련한 연구”라고 강조했다.
신소재를 에너지 저장장치로 활용할 수 있다는 전망도 제기됐다.
에너지 저장장치 가운데 하나인 LiC(리튬이온커패시터)에서 그래핀 메조다공성 탄소가 기존 메조다공성 탄소보다 저장 성능이 우수한 것으로 확인됐기 때문이다.
주상훈 교수는 “개발한 소재는 메조다공성 탄소, 그래핀, CNT의 장점을 결합한 물질”이라며 “에너지 변환 장치용 촉매, 촉매 지지체, 에너지 저장장치, 오염 물질 흡착제 등으로 다양하게 응용할 수 있다”고 강조했다.
연구 성과는 화학 분야 학술지 Angewandte Chemie International Edition 11월12일자로 온라인 출판됐다.
연구 수행은 과학기술정보통신부와 한국연구재단의 기후변화 대응 기초 원천기술 개발 사업, 미래 소재 디스커버리 사업, 수소에너지 혁신기술 개발 사업, 한국과학기술연구원 주요 사업 지원 아래 진행됐다. (K)