UNIST 장지현 교수팀, 탄소배출 없는 고품질 그래핀 기술 개발
2021-07-16 차형석 기자
UNIST는 에너지화학공학부의 장지현 교수팀이 고품질 그래핀을 대량으로 생산할 수 있는 촉매 환원법 기반 기술을 개발했다고 15일 밝혔다.
합성하기 쉬운 산화 그래핀을 대량으로 만든 뒤 산화 그래핀의 산소를 제거해(환원) 고품질 그래핀을 얻는 방식이다. 산소만 선택적으로 제거할 수 있는 산화구리철 촉매를 써서, 그래핀 구성 원소인 탄소가 같이 제거되고 탄소가스가 배출되는 기존 문제를 해결했다.
그래핀은 탄소 원자가 6각형 벌집구조로 결합된 평판형 물질이다. 전선 재료인 구리보다 전기가 더 잘 통할 뿐만 아니라(전기전도도) 투명하고 유연해 새로운 전극 소재로도 주목받는다.
장 교수팀이 개발한 합성법은 산화 그래핀 환원 방식이면서도 뛰어난 전기전도도를 갖는 고품질 그래핀을 생산할 수 있다는 것이 장점이다. 개발된 합성법으로 만든 그래핀은 CVD 공법 생산 그래핀과 비교해도 전기전도도가 8배 이상 높았으며, 기존 산화 그래핀 환원 방식과 비교하면 전기전도도가 246배나 향상됐다. 산소만 선택적으로 제거할 수 있는 촉매와 기압, 온도와 같은 합성 조건을 알아낸 덕분이다.
또 이 기술은 300℃의 비교적 낮은 온도 조건에서 값싼 철과 구리로 이뤄진 촉매를 이용한다는 장점도 있다.
한편 이번 연구는 신소재공학과 펑딩(Feng Ding) 교수팀과 공동으로 진행됐다. 차형석기자 stevecha@ksilbo.co.kr