(세이프타임즈 = 오해빈 기자) 인하대는 양승재 화학공학과 교수팀이 김태훈 한국재료연구원 복합재료연구본부 선임연구원과 공동으로 전자파를 효과적으로 차단하고 리튬-황전지의 기능성 분리막 재료로 쓰일 수 있는 새로운 탄소 나노 소재를 개발했다고 27일 밝혔다.
전자파 차폐 기술은 인체에 대한 유해성과 전자기기 오작동 가능성으로 인해 많은 곳에서 연구되고 있다. 전자파 차폐 소재로 사용되고 있는 탄소 재료는 높은 전기전도성과 가벼운 무게 등 장점이 있지만, 흡수가 없는 반사 특성만을 활용해 전자파 흡수 성능에 한계가 있다.
리튬-황전지는 낮은 가격으로 높은 에너지 밀도를 구현할 수 있어 차세대 에너지 저장시스템으로 주목받고 있지만 낮은 사이클 안정성과 충·방전 속도 등으로 상용화가 어려운 상황이다.
양승재 교수팀은 멜라민-니켈 배위결합물의 상전이와 탄화 공정을 통해 두 분야의 재료로 뛰어난 성능을 보이는 니켈과 질소가 도핑된 흑연 나노 큐브를 개발했다.
탄소 소재의 기본 단위인 중공 흑연 나노 큐브는 전자파의 내부 반사를 유도하고, 리튬-황전지의 활성 물질을 가둘 수 있는 거대 다공성 공간을 제공한다.
질소가 도입된 고결정성 흑연 구조로부터 전기전도도와 셔틀 반응을 개설할 수 있으며, 흑연 나노 큐브에 부분적으로 잔류한 니켈 나노 입자는 전자파 흡수와 촉매 기능을 수행한다. 이러한 장점들이 전자파 차폐와 리튬-황전지 기능성 분리막 소재로 응용될 가능성을 확인했다,
양승재 교수는 "간단한 합성방법으로 전자파 차폐와 리튬-황전지에서 뛰어난 성능을 보이는 새로운 탄소나노구조체를 합성했다"며 "추가적인 실험을 통해 탄소기반의 전자파 차폐 필름과 리튬-황전지 분리막 상용화에 한걸음 더 다가갈 수 있도록 노력하겠다"고 말했다.