에너지 저장장치 성능 향상 '히든카드' 발견

IBS 연구진, 금속유기구조체(MOF) 전도성 향상 메커니즘 규명

로드니 루오프 IBS 다차원 탄소재료 연구단장

[아시아경제 김철현 기자] 대용량 에너지 저장장치의 성능을 향상시킬 수 있는 신소재가 나왔다. 기초과학연구원은 다차원 탄소재료 연구단(단장 로드니 루오프) 연구진이 울산과학기술원(UNIST)과의 공동연구를 통해 금속유기구조체(MOF)의 전기적 특성을 향상시킬 수 있는 메커니즘을 규명하고 자성과 전도성을 동시에 지닌 새로운 소재를 개발했다고 31일 밝혔다.

MOF 기반 에너지 소자의 상용화를 위해서는 MOF의 전기적 성질에 대한 근본적인 이해가 필요하다. 하지만 MOF의 어떤 구조적·화학적 변화가 전기 전도성에 영향을 미치는지에 대해서는 아직까지 명확히 밝혀진 바 없다. MOF의 전기전도성을 높일 '히든카드'를 찾아내기 위해 연구진은 우선 거대한 고리 형태의 새로운 금속유기구조체를 설계했다.

연구진이 설계한 덩어리 형태의 금속유기구조체는 기본적으로 전기가 통하지 않는 상태이다. 하지만 요오드 증기를 이용해 80도의 온도에서 열처리를 진행하며 화학적으로 산화시키면 전기전도도를 나타낸다. 이는 별도의 전도체를 첨가할 필요 없이 전극으로 사용하기에 충분히 높은 전기전도도다.

로드니 루오프 단장은 "2차원 금속유기구조체의 구조와 전기적 특성 간의 관계에 대한 근본적인 이해를 바탕으로 새로운 전기전도성 금속유기구조체를 개발할 수 있는 길을 제시했다"며 "에너지 소자뿐만 아니라 촉매, 센서 등 다양한 광전자공학 분야에서 응용할 수 있을 것"이라고 말했다.

김철현 기자 kch@asiae.co.kr