서강대 문준혁 교수, 높은 에너지 밀도를 갖는
‘탄소나노튜브 볼’ 소재 개발

- 기존 탄소소재 대비 2 배 이상 높은 리튬전지 에너지 밀도 구현, ACS Nano 게재 -

 

 

 

화공생명공학과 문준혁 교수 연구팀(권동휘 박사과정, 황정태 석사과정)은 탄소나노튜브를 구형의 실타래처럼 뭉친 ‘탄소나노튜브 볼’을 합성하였다. 이 소재는 기존 리튬 전지에 비해 2 배 이상 높은 에너지 밀도 구현이 가능한 것으로 확인하였다.

 

다양한 크기의 기공구조를 갖는 탄소소재는 차세대 에너지 소자를 구현하기 위해 반드시 필요한 전극소재이다. 탄소나노튜브의 경우 상업화에 근접한 나노소재 중 하나이나, 형태적으로 잘 엉키는 특성으로 미세 기공을 갖는 높은 밀도의 집합체를 만들기 어려운 단점이 있었다. 문준혁 교수 연구팀은 수력학적 힘을 통해 탄소나노튜브를 구형 실타래처럼 단단히 뭉치는 기술을 개발하고, 이를 적용하여 ‘탄소나노튜브 볼’을 제작하였다. ‘탄소나노튜브 볼’은 미세 기공을 다량으로 포함하고 있으며, 계층적인 네트워크 기공구조의 특징이 있다. 문준혁 교수 연구팀은 개발한 소재로 LG화학과의 공동연구를 통해 차세대 리튬-황 전지를 구현하였으며, 기존 리튬전지에 비해 2배 이상 높은 에너지 밀도를 달성하였다.

 

문준혁 교수는 “탄소나노튜브 볼은 상용화된 나노소재의 나노구조를 제어하여 제작되었으며, 또한 우수한 에너지 저장 특성을 실증하였으므로, 산업적으로 파급력이 높은 소재가 될 것으로 기대한다.‘고 밝혔다.

 

연구결과는 미국화학회의 '에이씨에스 나노'(ACS Nano) (Impact factor: 13.942) 에 1월 4일자로 온라인 게재되었다.

 

□ 논문명, 저자정보

- Spherical Macroporous Carbon Nanotube Particles with Ultrahigh Sulfur Loading for Lithium−Sulfur Battery Cathodes, ACS Nano, 2017.

(http://pubs.acs.org/doi/abs/10.1021/acsnano.7b05869)

 

 

 

<구형 실타래 형태의 ’탄소나노튜브 볼‘ >