가습기로 만든 '설탕물 안개' 태워 신소재 합성

가정용 초음파 가습기를 이용해 '설탕물 안개'를 만들고 이를 빠른 속도로 태워 신소재를 합성하는 기술이 개발됐습니다.

건국대 강윤찬 교수팀은 오늘(24일) 산화주석 분말로 된 여러 겹의 공 모양 구조를 만들어 고속 충·방전이 가능한 리튬이차전지 전극용 신소재를 개발했다고 밝혔습니다.

이른바 노른자-껍질 구조의 이 소재는 전지에서 전해액과 전극 간의 접촉 면적을 극대화해 고속 충·방전이 가능하지만, 분말 표면을 코팅하고 다시 재료를 덧씌우는 과정을 반복해 대량생산 실용화에 어려움이 있었습니다.

연구진은 가정용 가습기 40대를 조합해 만든 대용량 물방울 발생장치를 이용해 단 몇 초 만에 이 노른자-껍질 구조를 합성할 수 있는 공정을 개발했습니다.

가습기로 만든 '설탕물 안개'가 고온의 반응기 안에서 몇 차례 점화와 소화 과정을 거쳐 타 버리고 탄소-금속산화물 복합체를 거치면 여러 겹으로 된 노른자-껍질 구조의 산화주석 분말 신소재가 남는 방법입니다.

이렇게 합성된 신소재는 고속 충전이 가능해 차세대 리튬이차전지나 촉매, 센서, 약물전달 등 다양한 분야에 활용이 가능할 전망입니다.

이 연구결과는 학술지 '어드밴스트 머티리얼즈' 최신호에 속표지 논문으로 게재됐습니다.