[한국강사신문 장한별 기자] 충북대학교(총장 김수갑)는 공업화학과 조중상 교수 연구팀이 진행한 연구가 스프링거 사이언스+비즈니스 미디어(Springer)에서 발간하는 저명 학술지 나노 마이크로 레터스(Nano-Micro Letters, impact factor:16.419)에 지난 4월 28일(목)자로 온라인 게재됐다고 2일 밝혔다.
조중상 교수가 주도하고 이재섭(석사 졸업, 제1저자), 사로하 라케시(박사 후 연구원, 제2저자)가 참여한 이 논문은‘Porous Microspheres Comprising CoSe2 Nanorods Coated with N-Doped Graphitic C and Polydopamine-Derived C as Anodes for Long-Lived Na-Ion Batteries (장 수명 특성의 소듐 이차전지의 음극소재로 질소 도핑된 결정질 탄소 및 폴리도파민 유래 탄소로 코팅된 CoSe2 나노로드 복합 다공성 마이크로스피어의 설계)’라는 제목으로 게재했다.
이 연구는 질소 도핑된 결정질 탄소 및 폴리도파민에서 유래된 전도성 탄소층이 코팅된 CoSe2 나노로드 복합 다공성 마이크로스피어를 설계하여 소듐 이차전지 음극소재로 적용 시 2.0 A g-1의 매우 높은 전류밀도에서 5000번의 충‧방전에도 불구하고 12 mA h g-1의 용량을 지속적으로 유지했다. 이는 기존의 상용 리튬 이차전지의 음극소재를 대체 가능한 소듐전지의 새로운 구조체적 접근법을 성공적으로 제시했다는 점에서 의의가 있다.
이는, CoSe2의 충‧방전동안 발생하는 구조 내 응력을 주변에 코팅된 흑연질 탄소와 폴리도파민 유래 탄소층이 효과적으로 수용해줌으로써 구조체적 안정성이 향상되어 5000사이클 이라는 매우 긴 수명 특성을 나타낼 수 있었다.
또한, 구조체 전체에 정밀하게 제어된 기공을 도입함으로써 충‧방전 시 전해질 침투를 용이하게 하였고 구조체 내 소듐 이온의 확산속도를 더욱 향상시켜주었다. 이와 함께, 전기전도성이 높은 질소 도핑된 흑연질 탄소와 폴리도파민 유래 탄소층이 전지의 충‧방전 과정 중 구조체 내 전자의 이동경로 역할을 하여 합리적인 출력 성능 또한 얻을 수 있었다. 해당 연구에서 제시한 두 종류의 전도성 탄소가 코팅된 다공성 구조는 이차전지뿐만 아니라 다양한 응용분야로의 확장 적용이 가능할 것으로 기대된다.
한편, 이번 연구는 한국연구재단 재원으로 기초연구실지원사업 및 지역대학우수과학자지원사업, 기업수요맞춤형 이차전지 전문인력 양성사업의 지원을 받아 수행됐다.
출처 : 한국강사신문(https://www.lecturernews.com)