울산과학기술원(UNIST)은 장지현 에너지화학공학부 교수 연구팀이 고품질 그래핀을 대량 생산할수 있는 기술을 개발했다고 20일 발표했다. 그래핀은 구리보다 전기가 더 잘 통할 뿐 아니라 투명하고 유연해 새로운 전극 소재로 주목받고 있다.
하지만 증기 상태의 그래핀 원료를 금속 기판 위에 하나씩 이어 붙여 얹는 화학기상증착법(CVD) 방식은 대량 생산이 어렵고, 산화 그래핀을 환원시켜 합성하는 방식은 대량 생산은 쉽지만 품질이 떨어지는 단점이 있다. 이에 따라 연구팀은 합성하기 쉬운 산화 그래핀을 대량으로 만든 뒤 산소를 제거해 고품질 그래핀을 얻는 방식을 사용했다.
“산소만 선택적으로 제거할 수 있는 산화구리철 촉매를 써 그래핀 구성 원소인 탄소가 같이 제거되고 탄소가스가 배출되는 문제를 해결했다”는 게 연구팀의 설명이다. 연구팀이 개발한 합성법으로 만든 그래핀의 전기전도도는 CVD 공법 생산 그래핀에 비해 8배 이상 높았고, 기존 산화 그래핀 환원 방식과 비교하면 246배 향상됐다. 장 교수는 “이산화탄소 변환 촉매로 비교적 낮은 온도에서 산화 그래핀을 고품질 그래핀으로 탈바꿈시켰다”며 “상용화된다면 고품질 그래핀을 값싸게 대량 생산할 수 있어 연구 가치가 높다”고 말했다.
울산=하인식 기자 hais@hankyung.com