국내 연구진이 배터리 성능을 개선할 수 있는 그래핀 제조 기술을 개발했다.
KAIST는 신소재공학과 김상욱 교수 등 공동 연구팀이 나노 그래핀을 원하는 모양대로 오려낼 수 있는 기술을 개발하는데 성공했다고 2월19일 발표했다.
그래핀은 탄소가 육각형으로 결합한 형태로 탄소와 탄소 사이의 결합을 끊어내기 위해서는 매우 강한 화학반응이 필요하지만 그래핀 주변이 찢어지거나 물성이 손상돼 효용성이 낮아지는 등의 문제가 지적돼왔다.
이에 따라 연구팀은 탄소와 탄소가 결합한 평면에 질소나 다른 원소를 심는 이종원소 도핑기술을 응용해 그래핀을 손상 없이 오려내는 기술을 개발했다.
이종원소를 도핑하면 다른 탄소 위치에 비해 화학적으로 불안정한 위치 때문에 화학반응이 더 쉽게 일어나 탄소 이외의 부분이 쉽게 찢어지기 때문에 원하는 모양대로 오려내기 용이한 것으로 알려졌다.
KAIST 신소재공학과 김상욱 교수는 “해당 기술을 적용하면 에너지 저장용량과 충전 속도를 기존의 수십배 향상시킬 수 있어 기존보다 성능이 우수한 휴대폰 배터리도 제조할 수 있다”면서 “또 급속 충‧방전이 가능한 ESS(Energy Storage System), 고강도‧고내열의 탄소섬유를 만들어내는 원천 소재 등 다양한 산업 전반에 걸쳐 활용이 가능할 것으로 기대된다”고 강조했다.
연구 결과는 과학 학술지「네이처 커뮤니케이션즈」 온라인판에 게재됐다. (K)