고용량 이차전지의 개발_나노소재공정 및 환경전기화학 연구실 소개

 이번 [실험실 입주기관 소개]에서는 미래 나노과학기술을 이끌 전문인재양성과 더블어 휴대용 전자기기와 전기자동차에 주로 쓰이는 차세대 에너지저장장치의 전극개발로 주목받고 있는 서울대 융합과학기술대학원 나노소재공정 및 환경전기화학 연구실(Nanomaterial Engineering and Environmental Electrochemistry Lab)을 소개하고자 한다.

나노소재공정 및 환경전기화학 연구실은 융기원 D동 6층에 위치하며 박원철 교수의 지도 아래 박사후연구원 1명, 박사과정 15명, 석사과정 2명이 활발히 연구를 하고 있다. 이 곳에서는 융합연구에 걸맞게 화학, 재료공학, 생명공학 등 다양한 학부 전공을 마친 학생들이 어우러져 함께 연구를 진행하고 있다.  또한, 지도 교수인 박원철 교수는 융기원 나노입자혁신센터의 연구센터장을 겸하고 있어 다양한 융합연구에 앞장서고 있다.


▲ 나노소재공정 및 환경전기화학 연구실 사람들과 로고



이 연구실의 연구 분야는 ① 바이오 응용을 위한 단분산 나노입자 합성, ②고성능 연료전지, 리튬이온전지 및 슈퍼커패시터 개발을 위한 전극 물질 합성, ③전기화학을 이용한 고감도 바이오 및 중금속 감지센서용 전극 개발 등이며 크게 3개 분야로 나눌 수 있다.


▲  ①바이오 응용을 위한 단분산 나노입자 합성

먼저, 바이오 응용을 위한 단분산 나노입자 합성관련 연구로는 나노입자합성 연구팀과 바이오 응용팀으로 나눠 융합연구가 진행되고 있다. 금 나노구조체를 기반으로 하는 다기능성 나노물질의 연구, 산화철 기반의 나노물질의 연구, 실리카 나노물질의 연구를 통해 나노입자의 크기, 모양, 균일성 등을 효율적으로 제어하는 시스템을 구축하고, 실용화하는 기술을 체계적으로 정립하여, 나노기술과 생물의학기술, 그리고 공학기술을 융합하여 새로운 실용화기술 분야를 개척하고 미래의 나노재료산업기술을 선도하는 것을 목표로 연구를 진행하고 있다. 

▲ ②고성능 연료전지, 리튬이온전지 및 슈퍼커패시터 개발을 위한

전극 물질 합성

두번째로 고성능 연료전지,리튬이온전지 등은 가장 주목받고 있는 연구분야이다. 특히, 핸드폰, 전기자동차에 들어가는 리튬이온전지의 에너지 저장재료를 흑연에서 그래핀으로 변경해 에너지저장량을 두배이상 높인 성과로 크게 관심을 모으며 융기원 성과전시장 'AICT 갤러리'에도 전시되어 있다. 

또, 연구실의 이차전지와 슈퍼캐패시터를 연구하는 팀은 나노기술을 바탕으로 기존의 Li-ion battery 의 성능향상을 위한, 음극/양극소재 개발, 자유로운 디자인이 가능한 고성능 플랙시블 전지와 캐패시터 개발에 대한 연구를 진행하고 있으며,  최근에는 친환경소재를 이용한 차세대 이차전지에 관한 연구에 주목하고 있다. 이 외에도 전기화학을 이용한 고감도 바이오 및 중금속 감지센서용 전극개발 등의 연구가 진행되고 있다.

▲ ③전기화학을 이용한 고감도 바이오 및 중금속감지센서용 전극 개발



  나노소재공정 및 환경전기화학 연구실은 이렇게 나노융합 분야에서 다양한 연구가 진행되고 있다. 나노과학기술의 무궁무진한 가능성과 함께 다양한 전공의 사람들이 힘을 합치는 융합연구로 최고의 결실을 만들어 내길 바라며 2015년 최고의 연구실, 연구센터로  더욱 빛나길 기대한다.

(취재 및 정리 : 유수연 기자 yoosuyeon416@naver.com)