대구대, 중엔트로피 합금 나노입자와 관형 탄소나노섬유를 결합한 전극 소재 개발

대구대학교(총장 윤재웅)는 김보혜 화학교육과 교수 연구팀이 바나듐(V), 망간(Mn), 아연(Zn), 루테늄(Ru)으로 구성된 중엔트로피 합금 나노입자와 관형 탄소나노섬유를 결합한 전극 소재를 개발했다고 21일 밝혔다. 연구성과는 최근 탄소 소재 분야 세계적 학술지인 '카본(Carbon)'에 게됐다.

김보혜 교수(왼쪽)와 김가원 대학원생이 연구 결과를 살펴보고 있다.

이번 연구성과는 화학교육과 김가원 대학원생(석사 2학기)이 학부 3학년 때부터 ACE 연구실에서 주도적으로 실험과 분석을 수행해 온 결과물을 국제저명학술지에 발표한 것이다. 연구팀은 바나듐, 망간, 아연, 루테늄으로 구성된 중엔트로피 합금 나노입자와 관형 탄소나노섬유를 결합한 전극 소재를 개발했다. 특히 나노입자가 탄소나노섬유 내·외부에 형성되는 위치를 조절하고 구성 원소 간 상호작용을 분석해, 합금의 조성과 함량이 같아도 입자의 위치에 따라 에너지 저장 성능이 크게 달라진다는 점을 규명했다.

이번 연구는 소재의 표면적 확보를 넘어, 나노입자의 공간적 위치와 계면의 전자구조까지 종합적으로 고려한 새로운 전극 설계 전략을 제시했다는 점에서 의의가 크다. 이번 기술은 향후 전기자동차 회생제동 시스템, 신재생에너지 완충 장치, 산업용 비상 전원 등 고성능 슈퍼커패시터 및 다양한 에너지 저장·변환 분야에 응용될 것으로 기대된다.

김보혜 교수는 “학부 시절부터 꾸준히 도전해 온 학생의 주도적인 노력이 결실을 맺어 더욱 뜻깊다”라며, “앞으로도 학생들이 훌륭한 연구자로 성장해 새로운 가능성을 개척할 수 있도록 아낌없이 지원하겠다”고 말했다.

대구=정재훈 기자 jhoon@etnews.com