울산과학기술원은 공정이 복잡하지 않고 백금 등 귀금속 촉매를 필요로 하지 않는 저비용 대량생산방식으로 주목받고 있는 천연가스를 이용한 나노와이어 제조기술을 개발하는데 성공했다고 28일 밝혔다.
이 기술을 개발한 박수진·곽상규 교수팀은 코팅하고자 하는 산화물에 천연가스를 넣고 높은 온도로 가열시키는 비교적 단순한 방식인 천연가스 열분해공정으로 제조기술을 개발했다고 설명했다.
그 동안 탄소코팅은 반도체나 2차 전지를 만드는 소재의 전기전도도를 높이고 산화와 부식을 막기 위한 공정으로 이 기술을 이용하면 나노와이어 표면에 탄소층이 생기므로 공기 중 산소와 반응하는 것을 막아주게 된다.
특히 연구진은 이 기술로 만든 게르마늄 나노와이어를 리튬이온전지 음극소재에 적용한 결과 기존 흑연소재보다 고속 충·방전에서 용량이 커졌고, 1000회 이상 반복해 충·방전해도 99%이상 용량을 유지했다고 설명했다.
박수진 울산과학기술원 교수는 “음극에 쓰이는 흑연소재는 용량이 낮고 고속 충·방전이 어려워 새로운 소재로 실리콘이나 게르마늄이 주목받고 있다”면서 “이번에 개발한 게르마늄 나노와이어도 좋은 대안이 될 수 있을 것”으로 내다봤다.
이와 함께 이번 연구는 각종 산화물에서 찬연가스 분해반응이 일어나는 원리를 밝혔다는데 의미가 있다고 울산과학기술원 측은 내다봤다.
곽상규 울산과학기술원 교수는 “천연가스의 분해반응과 산화물의 환원현상의 원리를 규명함으로써 나노와이어 형성에 대한 이론적 토대를 마련했다”고 평가하기도 했다.
한편 이번 연구는 미래창조과학부 ‘중견연구자지원사업과 기초연구사업’으로 진행됐다.
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