'꿈의 신소재' 그래핀을 끓이는 방법으로 단 10분이면 간단하게 스펀지 형태로 만들 수 있는 기술이 세계 최초로 개발됐다.

포스텍(포항공대)은 김무환(WCU 첨단원자력공학부) 이재성(화학공학과) 교수 연구팀이 '핵비등' 방법을 이용해 스펀지 형태의 3차원 그래핀을 합성하는 데 성공했다고 8일 밝혔다. 이 연구 결과는 해외 유명 학술지 <네이처> 자매지인 '사이언티픽 리포트(Scientific Reports)' 온라인판에 7일자로 게재됐다.

기존에는 그래핀을 산업적으로 활용하기 위해 합성하려면 1000℃의 고온에 20시간이 걸려 대량 생산의 걸림돌로 지적돼 왔다. 그러나 이번 연구를 통해 합성 시간을 획기적으로 줄이고 합성 방법도 단순해져 그래핀을 이용한 전극 대량 생산이 가능할 것으로 전망된다.

연구팀은 핵비등 방법, 즉 그래핀 용액을 끓여 생기는 기포를 이용해 원하는 기판 위에 바로 스펀지 형태의 그래핀을 합성하는 방법을 개발했다. 200℃에서 단 10분 만에 그래핀 스펀지를 만들 수 있게 됐다.

이렇게 만들어진 그래핀은 전도도가 높고 표면적이 넓어 양자점 감응 태양전지의 환원 전극으로 응용할 수 있다. 특히 가격이 저렴하고 효율이 높아 태양전지 전극으로 사용되던 값비싼 금이나 백금을 대체할 수 있을 것으로 기대된다.

김 교수는 "복잡하던 3차원 그래핀 합성법을 간소화 시켰고 시간 역시 크게 단축해 학계의 관심이 높다" 며 "이 방법을 이용하면 간단하고 효율적일 뿐 아니라 매우 저렴하게 그래핀 전극을 대량 생산할 수 있다" 고 의의를 설명했다.

한경닷컴 김봉구 기자 kbk9@hankyung.com

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