금오공대 조재필 연구팀, 고용량 금속계 나노선 합성기술 개발 성공

차세대 모바일 이동기기의 핵심인 리튬 이차전지의 핵심 음극 소재인 고용량 금속계 나노선(Nanowire) 합성기술을 금오공과대학교 응용화학과 조재필 교수팀의 의해 확보하는데 성공을 하여 세계적인 나노 전문저널인 Nano Letters의 인터넷판에 7월 28일 속보판으로 게재가 되었다.

이번에 개발된 기술의 핵심은 반도체성 Sn(주석)과 Ge(게르마늄)의 금속 화합물을 나노선으로 합성함과 동시에 표면에 5nm이하의 카본층을 형성하는 것이다. 기존의 반도체성 나노선 합성을 위해 촉매 또는 기판의 사용이 필수지만, 이번 개발을 통하여 나노 분말을 합성 초기에 선형태로 배향시킨 후 진공 열처리를 통하여 나노선으로 합성하는 기술이 사용하게 됨으로써 기존의 방법보다 합성이 용이하고 따로 불순물 제거 공정이 필요치 않다는 장점을 가지고 있다. 이 나노선은 실타래 형태로 뭉쳐져 있기 때문에 전극으로 제조가 용이 할 뿐만 아니라 용량은 1000 mAh/g이상 구현이 가능하고 5분 이내에 급속 충방전 시에도 초기 용량의 90%를 유지할 수 있는 장점을 가지고 있다.

이번 기술 개발로 현재 개발이 진행되고 있는 금속계 물질보다 용량측면에서는 30%이상 증강을, 급속 충방전 특성에서는 80%이상 획기적으로 향상을 시켰다.

조재필 교수는 “이번 개발을 통하여 차세대 이동 통신 기기인 현재의 휴대폰 단말기, 노트북의 영역을 넘어서 e-paper, 휴대용 나노바이오센서, 체외 인공 장기, 신경 및 고통 제어를 위한 생체용 전원 장치의 박형화와 더불어 음극 용량의 한계 기술인 2000 mAh/g급 고용량까지를 동시에 이룰 수 있는 원천 기술이라는 평가를 받고 있다”고 말하고 있으며, 아울러 “현재 사용되어지고 있는 리튬 이차 전지에 대하여 반도체의 메모리처럼 이통 동신기기 다 기능화로 사용용량이 년 7%이상 증가가 이루어지고 때문에 현재 개발 중인 재료로는 2012년도에는 용량의 한계에 부딪힐 것으로 예측하고, 정부차원에서 계속적인 원천 소재기술의 확보에 보다 적극적인 지원이 이루어져야 하는 점”을 강조하였다.

[ⓒ데이터저널리즘의 중심 데이터뉴스 - 무단전재 & 재배포 금지]