황 폐기물로 그래핀 제조한다

고부가가치 그래핀 新제조방법 제시…향후 차세대 에너지 저장 제품에 응용

KIST 연구진이 개발한 황 폐기물을 이용해 만든 그래핀 제작 및 활용 모식도

[아시아경제 김철현 기자] 한국과학기술연구원(KIST, 원장 이병권)은 탄소융합소재연구센터 유남호 박사팀이 '황 폐기물'을 이용해 황을 포함한 그래핀을 제조하는 공정을 개발했다고 10일 밝혔다.

그래핀은 흑연을 산화시킨 후 다시 환원시켜 제조할 수 있다. 이때 환원을 돕는 환원제가 필요한데, KIST 연구진은 150도 이상의 온도에서 녹은 황이 효과적인 환원제 역할을 할 수 있다는 점을 이용했다. 황을 환원제로 사용함으로써 별도의 환원제 없이 그래핀을 제조할 수 있었다. 산화된 흑연을 녹은 황에 넣어 황이 도핑된 환원 그래핀을 제조했다. 또한 그래핀을 제조하고 남은 황은 재사용이 가능하고, 다시 회수할 수 있었다.

KIST 연구진이 제조한 그래핀은 중금속을 흡착하는 능력이 뛰어나고 유기용매에서 분산성이 뛰어나다. 수용액 내에서 수은 이온을 94% 이상 흡착해 제거할 수 있고 복합소재 제조 시 기존 소재보다 150% 이상 강도가 향상됐으며 복합소재의 가스 차단성 또한 95% 이상 향상됐다. 이번에 황으로 개발한 그래핀은 수은을 포함하는 중금속 제거용 필터, 자동차 및 항공용 부품 소재, 전자기기 부품, 에너지 저장용 배터리 제품을 개발하는데 응용 가능하다.

유남호 박사는 "이번 연구결과는 황을 유용하게 활용할 수 있는 새로운 방법을 제시할 뿐만 아니라 황이 가지고 있는 고유한 특성을 이용해 고부가가치의 새로운 그래핀 소재를 제조하는 방법을 제시한다"며 "동시에 복합소재 및 필터 그리고 에너지 저장 관련 응용이 가능하고 파급효과가 큰 기술이 될 것으로 기대된다"라고 말했다.

김철현 기자 kch@asiae.co.kr