저비용 합성과정을 통해 형성된 철옥시수산화물과 카본클로스 복합전극소재 구조분석국내 연구진이 차세대 전극 소재인 카본클로스에 기능성 나노 입자를 친환경적으로 합성하는 기술을 개발했다. 이에 따라 다양한 염료와 첨가제로부터 나오는 유해 화학물질을 획기적으로 줄일 수 있을지 주목된다.
한국기초과학지원연구원(원장 신형식)은 전주센터 박종배 박사 연구팀이 순천향대(총장 김승우)의 이영우 에너지시스템학과 교수 연구팀과 함께 여러 첨가제 사용 없이 단일 화학물질만으로 카본클로스 표면에 나노 입자를 형성해 슈퍼커패시터의 전극 촉매 물질로 사용하는 데 성공했다고 6일 밝혔다.
차세대 전극 소재인 카본클로스는 탄소섬유를 사용한 직물이다. 금속보다 가볍고 강도와 탄성이 뛰어나 토목·건축 보강재, 자동차 등의 스포츠·레저용품 신소재나 항공기 부재의 재료로 사용된다. 현재 카본클로스의 기능성을 높이기 위해 표면에 다양한 나노 입자를 형성하는 소재 개발 연구가 세계적으로 한창 진행되고 있다.
다만 가격이 비싸고 나노 입자를 카본클로스에 코팅하거나 물질 합성 시 여러 첨가제를 사용해 다량의 폐기물을 발생시킨다. 첨가제에는 독성 화학물질도 있다.
연구팀은 커패시터의 전극 소재로 널리 쓰이는 카본클로스의 표면에 철옥시수산화물 나노 입자를 합성해 수전해 반응 촉매 전극은 물론 커패시터 응용에 적용했다. 60도 이하의 낮은 온도에서 단일 화학물질을 사용해 효과적으로 나노 입자를 합성했다.
박 박사는 “제조 공정에서 버려지는 자투리의 탄소섬유, 일반 섬유 등에도 기능성을 부여해 재활용에 이용할 수 있다는 점에서 산업적 활용도가 높다”고 설명했다. 이 교수는 “차세대 에너지 변환과 저장 분야에서 저비용으로 대량생산이 가능한 새로운 핵심 소재 개발 기술을 제안했다”고 밝혔다.
