울산과학기술대학교(UNIST) 조재필 교수는 리튬이차전지의 성능을 종전보다 50% 이상 크게 높이고 수명은 상용화 수준인 90%로 개선하는 핵심 기술인 실리콘 나노 튜브를 처음 개발했다고 14일 밝혔다.
이 연구 결과는 화학분야에서 나노 분야의 세계 최고 권위지인 나노레터스(Nano Letters)지 9월 12일자 온라인 속보판에 소개됐다. 실리콘 나노 튜브는 리튬이차전지의 음극재료로 이용할 수 있다.
조 교수팀은 실리콘 전구체(前驅體)를 수용액에 넣고 고온으로 열처리한 뒤 고분자 주형 틀을 제거하는 방법으로 길이 10마이크론 이상, 지름 200나노미터, 외벽두께가 40나노미터인 실리콘 나노 튜브를 만들었다.
고순도 실리콘을 나노 튜브로 만든 것은 세계적으로 처음이다.
리튬이차전지는 같은 부피로 최대의 에너지효율을 낼 수 있어 가장 발전한 전지형태로 평가받고 있지만 효율이 낮은 흑연을 음극재료로 사용해 노트북은 2시간 정도밖에 이용하지 못하는 등 사용시간 제약이 단점이었다.
또 앞서 조 교수팀이 흑연의 대체물질로 개발해 적용한 카본 나노튜브는 실리콘 나노튜브보다 효율이 60% 이상 낮고 저장 능력도 20% 수준밖에 되지 않아 차세대 리튬이차전지가 요구하는 사용시간을 맞추지 못했다.
조 교수는 "나노 튜브를 흑연 대체물질로 사용하면 에너지 효율은 물론 사용 시간을 크게 높일 수 있을 것"이라며 "자동차용 전지 개발에도 이를 적용하면 된다"고 말했다. (연합뉴스)
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