국립창원대학교는 글로컬첨단과학기술대학 에너지화학공학부 정해성 교수 연구팀이 '망간의 산화수 제어를 통한 나노다공성 망간산화물 합성'에 대한 연구 결과를 나노 과학 및 화학 기술 분야 최고권위지인 'ACS 나노'에 게재했다고 27일 밝혔다.
연구팀은 이번 연구를 통해 자연에 풍부하게 존재하는 망간산화물 중 독특한 다공성 구조를 갖는 망간산화물(토도로카이트)의 친환경적 합성 방법과 메커니즘에 대해 규명했다.
토도로카이트는 에너지 저장 및 이온 교환 성능이 높아 이차전지, 촉매, 흡착제 등으로 폭넓게 연구돼 왔다. 하지만 기존 토도로카이트는 자연환경이나 실험실 내에서 한 번에 생성되지 못하고 긴 시간 및 다량의 에너지를 사용하는 여러 단계를 거쳐야 합성할 수 있었다.
연구팀은 전기화학적 반응과 동시에 망간 산화수를 제어함으로써 상온에서 30분 이내로 토도로카이트를 생성하는 합성법을 최초로 제안했다. 토도로카이트 생성 원동력인 망간 산화수와 용액 수소 이온 농도 지수(pH) 및 마그네슘 간 상관관계를 실험과 열역학적 계산을 통해 규명함으로써 새로운 토도로카이트 생성 메커니즘을 제시했다.
연구 제1저자로 참여한 이차전지화학공학과정 석사연구생 허재영 학생은 석사과정 2년 차에 나노 과학 및 화학 기술 최고 권위 학회지에 논문을 게재하는 성과를 얻어냈다.
정해성 교수는 “이번 연구 결과는 세계 최초로 토도로카이트 망간산화물이 한 번에 친환경적 방법으로 생성될 수 있음을 입증한 것으로 기존 토도로카이트 합성에 대한 고정관념을 뒤바꿨다”면서 “나아가 이차전지, 촉매, 센서 등 다양한 분야에 쉽게 산업적으로 활용될 수 있는 기반을 마련해 이와 관련한 응용 기술 등장이 기대된다”고 말했다.
창원=노동균 기자 defrost@etnews.com
