[혁신 현장을 찾아서] 서울대'에너지나노재료연구실', 태양전지·2차전지 전극 개발 주력

서울대 에너지나노재료연구실(책임교수 박병우·사진)은 나노 구조의 합성과 제어를 통해 다양한 물리적 현상 분석과 전자재료 및 에너지재료 특성의 획기적인 향상을 목적으로 1997년 설립됐다. ‘두뇌한국21(BK21)’ ‘세계수준 연구중심대학(WCU)’ 등 여러 국가사업에 선정돼 참여하고 있다.

11명의 박사과정 학생과 6명의 석사과정 학생으로 구성돼 있는 연구팀은 지금까지 산학연 협동과제를 통해 리튬이온전지, 염료감응 태양전지 등에서 우수한 연구 성과를 냈다.

연구팀은 현재 나노표면·계면 처리 기술을 응용한 나노구조 제어기술을 감응 태양전지와 2차전지 전극재료에 적용하는 연구에 한창이다. 고효율 양자점(화학적 합성 공정을 통해 만드는 나노미터 크기의 반도체 결정체), 염료감응 태양전지와 2차전지 전극 개발을 위한 연구가 주된 내용이다. 고효율 양자점·염료감응 태양전지 제작기술 확보는 소자의 전력생산 비용을 획기적으로 낮출 수 있다. 따라서 감응 태양전지의 산업화 및 시장 진입을 촉진할 수 있을 것으로 기대되고 있다.

다양한 나노 형상구조 제어를 통한 고용량·고출력 리튬이온전지 전극 소재 개발도 연구팀의 주요 연구·개발(R&D) 과제다. 현재 리튬이온전지의 음극재로 흑연이 가장 많이 쓰이는데 전기자동차 및 고출력 중대형 전력 저장용으로 사용하기에는 급속 충전을 할 때 성능 저하의 문제와 수명의 한계가 있다. 이런 단점을 보완하기 위해 높은 반응 전압과 큰 용량을 지니고 있는 금속 산화물계 전극 재료를 개발, 친환경 전기자동차 및 차세대 전력 저장용 2차전지 상용화에 이바지하겠다는 각오다.

박병우 책임교수는 “10여년간 축적해온 나노표면·계면 처리기술 및 감응 태양전지 관련기술을 심화시켜 세계 수준의 양자점·염료감응 태양전지 제작 기술을 확보하는 것이 목표”라며 “17명의 연구원이 자유로운 분위기에서 의견을 교환하고 연구 방향을 논의하는 화목한 조직문화가 양질의 연구 성과를 창출할 수 있는 비결”이라고 말했다.