[진주=쿠키뉴스] 강연만 기자 = 경상국립대(GNU·총장 권순기) 융합기술공과대학 에너지공학과 안건형 교수팀(스마트에너지재료연구실, 교신저자) 에너지공학과 김서영 학생이 제1저자로 참여한 논문이 영국 왕립 화학회(Royal Society of Chemistry)에서 발간하는 에너지 및 나노 소재 분야 우수 과학 저널인 '재료화학 A 저널(Journal of Materials Chemistry A)' (Impact factor: 12.7, JCR 상위 6.6%)의 표지논문으로 선정됐다.
이 연구는 영국 옥스퍼드 대학교(University of Oxford), 영국 킹스칼리지런던 대학교(King's College London), 광주과학기술원 부설 고등광기술연구소, 한국기초과학지원연구원(KBSI)과 공동연구를 통해 이뤄졌다.
최근 일상생활에 밀접한 스마트폰, 랩탑, 전동킥보드, 전기자동차차 등 대부분의 에너지저장 장치는 에너지저장 성능이 우수한 리튬이온전지를 사용하고 있다. 하지만 최근 리튬 수요가 급증하면서 가격이 급등하고, 화재·폭발·유독성 등의 안전 문제가 단점으로 부각되고 있다.
이에 따라 화재·폭발 위험이 없고 에너지저장 용량이 크며 전지 수명·안전성이 우수한 차세대 아연이온전지에 대한 기술개발이 요구되고 있다. 하지만 아연이온전지의 양극소재로 사용되는 망간 산화물의 낮은 전기전도도와 수명·안정성 저하 등이 단점으로 지적받아 왔다.
따라서 이 논문(고성능 아연이온전지를 위한 베타 망간 산화물 음극의 플루오린 도핑을 통한 구조적 결함 엔지니어링(Defect engineering via the F-doping of β-MnO2 cathode to design hierarchical spheres of interlaced nanosheets for superior high-rate aqueous zinc ion batteries, J. Mater. Chem. A, 2021,9, 17211-17222))에서는 망간 산화물에 플루오린 (Fluorine)을 도핑시켜 전기전도도를 향상시켰을 뿐만 아니라 소재의 구조적 안정성을 향상시켜 전지 수명 특성을 향상시켰다.
이에 따라 150회 충방전 후 85%의 우수한 용량 유지율을 확보했으며, 동시에 소재의 구조적 열화 과정을 역추적해 아연이온전지의 메커니즘을 체계적으로 분석했다.
안건형 교수는 "일반적으로 학부생이 연구·실험에 참여해 대학원생들과 함께 공동저자로 참여한 SCI급 국제학술지 게재 사례는 드물게 있으나, 이처럼 본인 스스로 연구 방향을 결정해 공동연구를 통해 SCI급 학술지에 논문을 게재하는 경우는 흔하지 않은 일이다"라고 말했다.
특히 세계적으로 저명한 영국 옥스퍼드 대학교(Dr. Bon-Ryul Koo)와 영국 킹스칼리지런던 대학교(Prof. Chun Huang)와의 공동연구를 통해 얻은 결과물로 학문적으로 시사하는 바가 크다.
또한 수행된 연구에 대해 경상국립대 기술비즈니스센터(센터장 김현준)의 도움을 받아 국내 특허출원이 진행돼 전문기술에 대한 지식재산권도 확보했다.
김서영 학생은 "논문 한 편을 쓰기 위해서는 얼마나 많은 시간과 노력이 필요한지 깨닫게 된 것 같다. 이러한 연구 경험을 쌓을 기회를 주시고 좋은 성과를 내도록 잘 이끌어주신 지도교수님과 주변 분들께 진심으로 감사하다"며 "이번 결과를 원동력 삼아 자신감을 가지고 더 다양한 연구를 해보고 싶다"라고 말했다.
안건형 교수는 "학부생 신분으로 국제적으로 저명한 대학교와 발맞춰 공동연구를 수행해 우수한 SCI급 논문을 제1저자로 게재하는 것과 동시에 특허출원을 통해 지식재산권을 확보하는 것은 결코 쉽지 않은 일이다"며 "이는 학생이 스스로 발전하고 앞으로 나아가고 싶은 의지를 실현한 결과물이기에 더 주목받을 만한 성과다"라고 말했다.
