산화물 나노입자 부식기전 규명

현택환 나노입자연구단 연구팀

국내 연구진이 리튬이온·태양전지와 같은 에너지 소자의 성능을 획기적으로 개선할 수 있는 ‘산화물 나노입자의 갈바닉 부식 작용기전’을 규명해 세계 최고 권위의 학술지인 ‘사이언스’ 24일자 본지에 게재됐다.

기초과학연구원의 현택환 나노입자연구단장(서울대 화학생물공학부 중견석좌교수·사진)은 23일 연구단 소속 오명환 박사와 함께 금속에만 적용되던 갈바닉(Galvanic) 부식원리를 금속산화물 나노입자에도 적용해 리튬이온 전지의 음극용량을 최대 3배까지 높였다고 밝혔다.

갈바닉 부식은 금속이 부식되는 작용기전 중 하나로, 금속 나노재료의 성능을 획기적으로 개선하는 쉽고 간단한 방법이다. 이를 이용하면 여러 금속이 섞여 있으면서도 속이 텅 빈 독특한 구조의 나노입자를 만들 수 있다. 이러한 구조는 촉매활성이 뛰어나 약물 전달체에 적합하다는 것이 현 단장의 설명이다.

그는 “실험 결과 금속의 갈바닉 부식원리를 반대로 적용해 산화망간 나노입자와 철 과염소산염 수용액과의 반응을 통해 산화철·산화망간 이종접합구조인 나노박스(nanobox)가 생성됨을 확인했다”고 설명했다. 아울러 철 과염소산염의 농도를 높이면 속이 텅 빈 산화철 나노케이지(nanocage)로 변환된다는 사실도 밝혀냈다.

현 단장은 “이번 연구는 최초로 금속산화물 나노입자의 갈바닉 부식을 증명했다는 데 의미가 있다”고 강조했다.

황계식 기자