성균관대, 세계 첫 나노물질 구조 변화과정 관찰법 개발

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(서울=뉴스1) 양은하 기자 =

성균관대는 나노물질(Ordered mesoporous material) 구조의 변화과정을 실시간 관찰하는 방법을 세계 최초로 개발해 차세대 전지 개발을 앞당겼다고 8일 밝혔다.

나노 구조체 물질 합성의 전문가인 김지만 교수와 방사광 가속기를 이용한 전극 물질 실시간 분석의 전문가인 윤원섭 교수는 공동연구를 통해 이같은 성과를 냈다.

이들에 따르면 현재 모바일 기기부터 전기자동차에 이르기까지 이차전지를 사용하는 전자제품의 종류는 크게 증가했지만 이차전지의 고용량화는 수년간 크게 진보하지 못하고 있다.

차세대 전지와 나노 물질을 이차전지 전극물질로 활용하는 방법이 제시되고 있지만 나노 물질의 고성능에 관한 반응기구 규명이 명확하게 이루어지지 않아 상용화에 큰 걸림돌이다.

이러한 문제를 해결하기 위해 김지만 교수와 윤원섭 교수 연구팀은 한양대 김한수 교수, 울산과기대 신태주 교수와 함께 실시간으로 충·방전을 진행하며 나노 구조체의 구조 변화를 관찰할 수 있는 방법을 고안해 나노 구조체 금속산화물의 충·방전 반응기구를 보다 명확하게 규명할 수 있는 계기를 만들었다.

윤원섭·김지만 교수는 “이차전지 분야에서 최초로 개발된 이번 나노구조체 분석 기술은 리튬이온전지에 국한하지 않고 차세대 이차전지들과 연료전지 및 슈퍼커패시터 등에도 적용이 가능해 차세대 고용량 전지의 개발에 토대가 될 수 있을 것”이라고 전망했다.

한편 이번 연구는 삼성 미래기술 재단 및 에너지기술평가원 인력양성사업의 지원을 받아 수행됐으며 연구결과는 화학 및 나노 재료 분야의 세계적 학술지 '에이씨에스 나노'(ACS Nano) 온라인판에 지난달 26일에 게재됐다.

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