그래핀 비표면적 넓혀 대용량 축전기 개발

국내 연구진이 반도체 신소재인 그래핀의 비표면적(입자의 단위질량당 표면적)을 넓혀 슈퍼커패시터(Super Capacitor, 대용량 축전기)에 응용할 수 있는 기술을 개발했다.

한국연구재단은 성균관대학교 화학과 이효영 교수 연구팀과 윤여홍 박사과정 연구원 등이 참여한 연구팀이 환원 그래핀을 사용해 비표면적을 2배 이상 넓히는 데성공했다고 30일 밝혔다.

환원 그래핀은 흑연을 산화시켜 얻은 산화 그래핀을 화학적, 열적 처리해 환원한 형태이다.

산화 그래핀 형태로는 비표면적이 낮아 이를 해결하기 위해 수산화칼륨 등의 첨가제를 넣는 방법이 사용되고 있지만, 불순물로 작용할 우려가 있었다.

연구팀은 얇은 종이 형태의 산화 그래핀에 구김을 만들어 표면적을 넓힌 뒤 열처리하는 방법으로 높은 비표면적의 환원 그래핀을 제조하는데 성공했다.

산화 그래핀은 극성 용매인 물에 잘 분산되지만, 헥산과 같은 무극성 용매에 넣으면 분산되지 않고 서로 뭉쳐 표면적이 증가하는 원리를 이용했다.

이같이 만들어진 환원 그래핀의 비표면적은 기존에 비해 2배 넓고, 기공부피는1.6배 큰 것으로 나타났다.

이를 슈퍼커패시터에 적용한 결과, 1만5천 번 이상을 충·방전해도 성능이 유지되는 등 차세대 배터리로서의 가능성을 보였다고 연구팀은 전했다.

이번 연구 성과는 소재 분야 국제학술지 '어드밴스드 머티리얼즈'(Advanced Materials) 6월 21일자 온라인판에 실렸다.

jyoung@yna.co.kr(끝)<저 작 권 자(c)연 합 뉴 스. 무 단 전 재-재 배 포 금 지.>