인하대 연구팀, 전자파 효과적 차단 새로운 구조 탄소 소재 개발

인하대학교 화학공학과 양승재 교수팀이 전자파를 효과적으로 차단하는 새로운 구조의 탄소 나노 소재를 개발했다. 한국재료연구원 복합재료연구본부 김태훈 선임연구원팀과 함께 진행한 성과물로 리튬-황전지의 기능성 분리막 재료로도 쓰일 수 있다.

27일 인하대에 따르면 이번 전자파 차폐 기술은 전자파의 유해성 및 전자기기 오작동 가능성 등으로 최근 많은 곳에서 연구되고 있다. 하지만 소재로 사용 중인 탄소 재료는 반사 특성만을 활용하기 때문에 전자파 흡수 성능에 한계가 있다.

아울러 리튬-황전지는 낮은 가격에 높은 에너지 밀도 구현이 가능해 차세대 에너지 저장시스템으로 주목된다. 반면 낮은 사이클 안정성 및 충·방전 속도 등으로 인해 상용화가 어려운 상황이다.

양 교수팀은 멜라민-니켈 배위 결합물의 상전이 및 탄화 공정으로 두 분야 재료로써 뛰어난 성능을 보이는 니켈·질소가 도핑된 흑연 나노 큐브를 선보였다. 해당 큐브는 전자파의 내부 반사를 유도하고, 리튬-황전지의 활성 물질을 가둘 수 있는 거대 다공성 공간을 제공한다.

또한 질소가 도입된 고결정성 흑연 구조로부터 전기 전도도 및 셔틀 반응을 개선할 수 있다. 이를 통해 전자파 차폐 및 리튬-황전지 기능성 분리막 소재로 응용될 가능성을 확인했다. 이와 관련된 연구 논문은 세계적인 국제 학술지인 ‘어드밴스드 사이언스(Advanced Science)’에 게재된다.

양 교수는 “추가적 실험으로 탄소 기반의 전자파 차폐 필름과 리튬-황전지 분리막 상용화에 한걸음 더 다가갈 것”이라고 말했다. 이번 연구는 한국연구재단의 중견연구자지원사업과 기초연구실사업 등의 지원을 받았다.

인천=강승훈 기자 shkang@segye.com