기초과학연구원, ESS 성능 높일 메커니즘 규명해 신소재 개발

이재림 기자 기자 페이지

(대전=연합뉴스) 이재림 기자 = 기초과학연구원(IBS) 다차원 탄소 재료 연구단은 대용량 에너지 저장 장치(ESS) 성능을 향상할 수 있는 메커니즘을 확인하고, 이를 기반으로 신소재 개발에 성공했다고 31일 밝혔다.

울산과학기술원(UNIST)과의 공동연구를 통해 쓴 성과 논문은 미국 화학회지 14일 자 온라인 속보로 실렸다.

핵심은 금속 유기 구조체(MOF)의 전기 전도성을 높인 데 있다.

MOF는 2차 전지를 비롯한 대용량 에너지 저장 장치 전극 소재로 주목받고 있다.

상용화를 위해서는 MOF의 전기적 성질에 대한 근본적인 이해가 필요한데, 아직 명확히 밝혀지지 않았다.

연구진은 거대한 고리 형태의 새로운 금속 유기 구조체(NiTAA-MOF)를 설계했다.

니켈 원자 주변에 질소 원자 4개가 결합한 게 기본 구조다.

NiTAA는 전기전도성을 가지고 있어서 촉매·트랜지스터·염료감응 태양전지 등에 사용된다.

이제까지 금속 유기 구조체 연결체로 쓰인 적은 없었다고 연구진은 설명했다.

새 구조체는 덩어리(벌크) 형태에선 기본적으로 전기가 통하지 않는 상태(절연)로 있다.

요오드 증기를 이용해 80도에서 열처리하며 화학적으로 산화시키면 일정한 전기전도도를 갖게 된다. 구체적으로는 절대온도 300K(26.85도)에서 0.01S/㎠(지멘스 퍼 제곱센티미터)다.

별도의 전도체를 첨가할 필요 없이 전극으로 사용하기에 충분한 수치라고 연구진은 강조했다.

로드니 루오프 단장은 "2차원 금속 유기 구조체 구조와 전기적 특성 간 관계에 대한 이해를 제시한 것"이라며 "새로운 전기 전도성 금속 유기 구조체를 개발할 수 있는 길을 제시했다"고 말했다.

walden@yna.co.kr

제보는 카카오톡 okjebo <저작권자(c) 연합뉴스, 무단 전재-재배포, AI 학습 및 활용 금지> 2019/10/31 12:00 송고