신소재공학과 박기대 교수의 에너지 및 기능성 재료 연구팀이 주도한 연구 결과가 존 와일리 앤 선즈(Wiley)에서 발간하는 저명한 국제 학술지 스몰메소즈 (Small Methods, impact factor: 15.367)에 지난 3월 17일(금) 자로 온라인 게재됐으며, 연구결과의 중요성을 인정받아 저널의 뒷커버 이미지 논문으로 선정됐다.

이번 연구논문은‘Controllable Synthesis of Carbon Yolk-Shell Microsphere and Application of Metal Compound–Carbon Yolk-Shell as Effective Anode Material for Alkali-Ion Batteries’ (카본 요크쉘 구조의 제어 가능한 합성과 알칼리 이온 배터리의 음극 소재로의 금속화합물-카본 복합 요크쉘의 적용)’라는 주제로 박기대 교수가 연구책임자, 신소재공학과 김영범씨(석사 졸업, 지도교수 박기대)가 제1저자로 참여했으며, 조중상 공업화학과 교수와 강윤찬 고려대학교 신소재공학부 교수가 공동연구자로 참여했다.

이번 논문에서는 나노 소재 분야에서 주목받고 있는 요크쉘 구조의 카본 입자의 합성에서 요크의 사이즈와 형태를 자유롭게 조절할 수 있는 방법과 메커니즘을 세계 최초로 밝혔다. 요크쉘 구조는 계란 노른자 껍질 구조로 불리며, 에너지 저장 소재 분야에서 중요한 나노 구조 소재로 각광을 받고 있다.

이번 연구에서 개발된 요크쉘 카본 소재는 금속화합물 결정을 포함시킬 수 있는 담지체로 적용돼, 이차전지 음극 소재로 활용될 수 있는 가능성을 보여주었다. 특히, 리튬이온배터리의 음극 소재 적용에서 나아가 차세대 이차전지인 나트륨 이온 배터리의 칼륨 이온 배터리의 음극 소재로의 적용 가능성을 종합적으로 보여주었다는 것에서 연구의 의미가 크다.

이번 연구에서 개발된 카본 요크쉘 구조의 합성에 대한 전략은 에너지 저장 소재 뿐만 아니라, 나노 구조 소재를 활용할 수 있는 촉매, 센서, 바이오 분야에까지 다양하게 활용할 수 있을 것으로 기대된다.

한편 이 연구는 한국연구재단 개인 기초연구 사업 기본연구와 충북대학교 BK21 Four 사업, 한국세라믹기술원의 세라믹 기반기술 개발사업 및 충북도 기업 수요 맞춤형 전문 인력양성 사업의 지원을 받아 수행됐다. 

 

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