생기원, 탄소나노튜브 2차전지 적용 가능성 확인

한국생산기술연구원이 이산화탄소를 ‘꿈의 신소재’ 중 하나인 탄소나노튜브로 전환하고 이를 2차전지 소재로 활용하는 기술을 개발했다고 16일 밝혔다. 탄소나노튜브는 한 겹의 그래핀 시트가 원통형으로 말린 신소재다.

생기원 탄소경량소재그룹 연구팀은 이산화탄소에서 산소를 빼내 수소와 반응시키고, 이때 생성된 메탄을 열분해해 탄소나노튜브의 구조를 해석하고 제조하는 데 성공했다. 메탄을 열분해해 탄소나노튜브를 제조하는 공정은 기존에도 있었지만 반응기 내 가스 조성을 분석해 탄소나노튜브의 구조를 규명한 것은 이번이 처음이다.

연구팀은 탄소나노튜브 벽과 그래핀 층 숫자에 따른 성질 변화를 계산하고, 이 변화가 2차전지 전해질 계면 형성에 어떤 영향을 미치는지 분석했다. 또 계면에 따라 달라지는 전해질 분해 반응 등이 2차전지 특성과 어떤 연관이 있는지 규명했다.

2022년부터 과학기술정보통신부의 개인기초연구사업 지원을 받은 이번 연구 성과는 화학공학 분야 국제 학술지 ‘에너지&퓨얼스’와 재료과학 분야 국제 학술지 ‘ACS 어플라이드 머티리얼즈&인터페이스’에 실렸다.

이해성 기자 ihs@hankyung.com