한국교통대 연구팀 '왕겨·쌀겨로 이차전지 전극재 합성'

피트산 이용 초친수성 결정질 탄소 소재 개발
왕겨·쌀겨는 쌀 재배 농가 부가소득원 활용

(충주=뉴스1) 윤원진 기자 = 한국교통대학교는 이 대학 정용진 교수 연구팀이 농업폐기물을 이용한 이차전지 전극재료 친환경 합성법을 개발했다고 16일 밝혔다.

정 교수 연구팀은 왕겨와 쌀겨에서 추출한 피트산을 이용해 마이크로웨이브파로 초친수성 결정질 탄소 소재를 합성하는 기술을 독자 개발했다.

왕겨는 쌀의 겉껍질이고, 쌀겨는 현미를 백미로 가공할 때 발생한다. 사료와 비료 등의 원료로 사용하기도 하지만, 축사 깔개 등 저부가가치 상품으로 취급돼 왔다. 우리나라에서는 연간 왕겨가 80만톤, 쌀겨가 40만톤 발생한다.

이번에 개발한 기술은 기존 이차전지용 도전재로 사용하는 탄소나노튜브 등의 재료보다 낮은 온도에서 짧은 시간에 합성이 가능해 에너지소비를 크게 줄일 수 있다. 피트산 외에 다른 유해화학물질이 전혀 사용되지 않는 친환경적 합성법으로 더 주목받고 있다.

개발한 탄소 재료는 기존 고가의 탄소나노재료인 CNT·그래핀에 버금가는 전기 전도도를 보였다. 실제 탄소 재료를 적용한 이차전지 성능을 평가한 결과, 기존 CNT보다 전자전달저항이 29.4% 수준으로 감소했다.

재료의 신뢰성평가를 위한 1000회 충전과 방전에서도 1회 충·방전 사이클당 단 0.0033%의 성능감소를 확인했다.

이런 전기적 성능에도 기존 탄소와는 다르게 물에 젖는 성질이 매우 우수해 수계 전해질과 적합성도 탁월한 것으로 나타났다.

연구를 주도한 전시은 연구원은 "이번 연구 결과는 리튬이차전지 음극 도전재, 수계이차전지용 촉매 등에 직접 이용할 수 있다"며 "왕겨와 쌀겨는 쌀 재배 농가의 부가소득원으로 활용할 수 있다"고 말했다.

이번 연구 결과는 공업·산업 제조공학 분야 학술지 '케미컬 엔지니어링 저널·Chemical Engineering Journal (Impact factor: 15.1)'에 실렸다. 산업통상자원부와 중소벤처기업부, 한국연구재단이 지원했다.

blueseeking@news1.kr