‘꿈의 신소재’로 불리는 나노탄소재료를 기존 공법에 비해 초저가로 대량 생산할 수 있는 획기적인 제조기술이 국내에서 개발됐다.
포항산업과학연구원(RIST·원장 신현준 http://www.rist.re.kr)의 용융환원프로젝트팀 강흥원 박사(44)팀은 철·니켈·코발트 등 반응성이 우수한 촉매를 통해 기존의 공법의 100분의 1에 불과한 저렴한 가격으로 나노탄소재료를 생산할 수 있는 획기적인 공법을 개발했다고 3일 밝혔다.
강 박사팀이 개발한 나노탄소재료 가운데 탄소나노튜브(CNT:Carbon NanoTube)는 10∼20㎚(나노미터) 굵기의 다중벽 구조고 탄소나노섬유(CNF:Carbon NanoFiber)는 굵기가 30∼50㎚로 기존 탄소섬유에 비해 100분의 1 수준으로 가늘다. 게다가 탄소나노튜브의 가격도 g당 1달러로 기존 가격의 100분의 1에 불과하다.
현재 국내외에서 탄소나노튜브 및 탄소나노섬유를 제조하는 방법은 촉매로 사용하는 전이금속을 나노 크기로 미세화해 여기에 탄소소스가스를 기상증착하는 방식으로 이것은 촉매를 미세화하기 위해 기판 위에 촉매금속을 진공상태에서 초박막으로 증착하는 과정이 필요했다. 이 경우 촉매합성의 효율이 극히 낮아 생산성이 떨어지고 가격이 높아지는 문제점을 안고 있었다.
그러나 RIST가 개발한 ‘나노탄소재료 초저가 대량생산기술’은 금속입자가 고온탄화성 상태에서 스스로 나노 크기의 가루 형태로 변화하는 분화 성질을 이용했다. 기본 공법에서 촉매의 미세화를 위한 사전처리 작업이 생략됨으로써 초저가로 나노탄소재료를 대량으로 생산할 수 있는 길이 열린 셈이다.
강흥원 박사는 “이번 제조기술이 실용화되면 그동안 고가로 연구개발이 지연됐던 문제가 해소되고 관련 산업의 첨단화는 물론 국내 나노기술을 한단계 끌어올리는 전기를 마련하게 될 것”이라고 말했다.
한편 RIST는 이번 개발기술을 통해 ‘탄소나노튜브 연속제조기술’ 등의 관련 특허를 5건 출원했고, 올 하반기에 준공할 파일럿 설비에서 시험 기간동안 생산되는 나노탄소재료를 국내 산업체 및 연구기관에 염가로 제공할 계획이다.
<대구=정재훈기자 jhoon@etnews.co.kr>