UNIST, 3D 다공성 그래핀 볼의 친환경적 대량생산기술 개발

다공성 그래핀 볼 제조 과정

국내 연구진이 차세대 에너지 저장장치 등에 응용할 수 있는 고품질의 3차원 '다공성 그래핀 나노볼'을 친환경적으로 대량생산하는 기술을 개발했다.

미래창조과학부와 한국연구재단은 울산과학기술대학교(UNIST) 친환경에너지공학부 장지현 교수팀이 유독한 가스나 화합물 없이 고분자와 금속이온 만을 이용한 제조기술을 개발해 3차원 다공성 그래핀 나노볼을 친환경적으로 대량 합성하는데 성공했다고 7일 밝혔다.

그래핀은 흑연의 여러 층이 쌓여있는 구조에서 가장 얇게 한 겹을 떼어낸 것으로 구리보다 전기전도성이 100배 뛰어나고 철보다 강도가 200배 강해 '꿈의 소재'로 불리는 물질이다.

다공성 그래핀 나노볼은 전기전도성이 좋은 그래핀을 다수의 구멍을 갖는 나노 수준의 구형 형태로 제작한 것으로 표면적이 넓어져 여러 가지 반응의 효율이 높아진다는 장점이 있다.

장 교수팀은 구형의 고분자 물질 표면에 금속이온을 고르게 도포한 후 화학기상증착기법을 실행해 고온에서 고분자 표면의 금속이온들이 고분자 내부로도 침투하게 해 금속으로 바꾸고 이후 울퉁불퉁한 금속구의 표면에서 그래핀이 자란 뒤 금속을 제거하는 방식으로 구멍이 많은 그래핀 나노볼을 제작했다.

장지현 교수는 "다공성 그래핀 나노볼은 슈퍼커패시터 외에 에너지 저장 효율이 중요한 차세대 전지, 하이브리드 자동차 등의 다양한 산업 분야에 활용 가능하다"면서 "삼차원 그래핀의 친환경적 대용량 제조방법으로 고출력·고효율 에너지 저장 시대를 앞당기는데 기여할 수 있을 것"이라고 말했다.

[e-mail] 박지현 기자