UNIST·KIST 연구팀 개발

연료 전지 촉매, 에너지 저장 장치 등으로 다양하게 쓰일 수 있는 탄소 나노 물질이 개발됐다.

울산과학기술원(UNIST)은 화학과 주상훈 교수팀과 한국과학기술연구원(KIST) 김진영 박사팀이 공동 연구해 그래핀 튜브(탄소 나노튜브)가 규칙적으로 연결된 ‘그래핀 골격 메조다공성 탄소’를 합성하는 데 성공했다고 17일 밝혔다.

연구팀에 따르면 메조다공성 탄소는 가공 크기가 일정하고 균일하게 배열된 탄소 나노 물질이다. 반응 표면적이 넓어 촉매로 유리하지만, 전기 전도도가 낮다는 단점 때문에 쓰임새 제한이 있었다.

이에 따라 연구팀은 ‘메조다공성 실리카’와 ‘몰리브데늄 카바이드’를 틀(주형)로 사용하는 ‘이중 주형법’을 고안했다.

연구팀은 “몰리브데늄 카바이드를 메조다공성 구조로 만들게 되면 겉에 그래핀 층이 여러 겹 생기는데, 이 상태에서 몰리브데늄 카바이드만 제거하면 그래핀 튜브로 이뤄진 메조다공성 탄소를 얻을 수 있다”고 설명했다.

이 물질과 루테늄을 함께 쓴 촉매는 상용 촉매보다 높은 성능을 보였고, 수소 생산 장치에서도 성능이 우수한 것으로 나타났다.

연구팀은 또 “이 물질은 에너지 저장 장치로 쓰일 가능성도 보였다. 에너지 저장 장치 중 하나인 리튬이온 커패시터에서 그래핀 메조다공성 탄소가 기존 메조다공성 탄소보다 저장 성능이 우수했다”고 밝혔다.

연구는 화학 분야 학술지 ‘앙게반테 케미’에 지난 12일 자로 온라인 출판됐다.

울산 박정훈 기자 jhp@seoul.co.kr