- 실시간 분석법 활용 귀금속 사용량 줄인 촉매 개발 - 전기화학적 이산화탄소 전환 시스템 실용화를 위한 발판 마련 한국과학기술연구원(KIST, 원장 직무대행 윤석진)은 청정에너지연구센터 오형석, 이웅희 박사 연구팀이 인공광합성 기술 분야의 실용화에 문제점 중 하나였던 산소 발생 전극의 귀금속 촉매를 줄일 수 있는 기술을 개발했다고 밝혔다. 인공광합성 기술은 식물처럼 물과 햇빛, 이산화탄소를 이용해서 엽록소가 촉매제 역할을 하여 수소와 산소로 변환시키는 과정을 인공적으로 만드는 기술이다. 이 기술은 이산화탄소를 흡수하여 청정에너지 및 부가가치를 갖는 화학 원료를 생산할 수 있어 큰 주목을 받고 있다. 이 기술의 상용화를 위해서는 식물의 엽록소 역할을 하는 촉매제의 효율 향상과 비용 절감이 필요하다. 효과적인 전기화학 촉매들이 연구되었지만, 이 중에서도 이리듐 촉매는 안정적이면서도 성능이 좋아 최고의 산소 발생 촉매로써 널리 알려져 있다. 그러나 이리듐은 매장량과 생산량이 적고 가격이 비싸 최근의 연구들에서는 이리듐 사용량을 감소시키면서도 촉매 성능을 높이기 위한 연구들이 중점적으로 진행되고 있다. 이리듐의 사용량을 줄이기 위한 가장 효과적인 방법은 값이 저렴한 금속 물질을 사용하여 나노 크기의 이리듐 합금 촉매를 제조하는 것이다. KIST-베를린 공대 공동 연구진은 이리듐 사용량을 줄이기 위해 이리듐-코발트 합금 나노 입자를 제조하여 코어로 활용하고, 이리듐 산화물 껍질을 갖는 코어-쉘 구조의 나노 촉매를 개발했다. KIST 연구진은 이러한 효과적인 촉매를 디자인하기 위해 다양한 실시간 분석법들을 활용하였다. 실시간 X-선 흡수 분석법을 통해 코어-쉘 구조 촉매가 이리듐-산소 사이의 거리가 짧아 높은 성능을 보이는 구조임을 확인하였으며, 전해질에 용해되어 손실되는 촉매의 양이 적어 내구성이 높음을 실시간 유도플라즈마 분석법을 통해 확인할 수 있었다. 이러한 결과들은 실제 촉매가 반응하는 과정에서 얻었다는 점에서 의미가 있으며, 향후 다양한 촉매 디자인에 활용될 계획이다. KIST 연구진이 개발한 촉매는 귀금속인 이리듐을 기존 촉매보다 20% 적게 사용하고도 31% 이상 높은 성능을 보였으며, 실제적인 사용 가능성을 확인하기 위해 수돗물을 사용한 장기 테스트에서도 수백 시간 이상 성능을 유지하여 높은 내구성을 보였다. 또한, 개발된 촉매를 실제 이산화탄소 전환 시스템에 적용한 결과 공정에 필요한 에너지가 반 이상 줄어들어, 기존 이리듐 산화물 촉매를 사용했을 때와 같은 전압으로도 화합물을 두 배 이상 만들 수 있었다. 본 연구를 진행한 KIST 오형석 박사는 “이리듐-코발트 합금 코어와 이리듐 산화물 쉘을 갖는 코어-쉘 나노 촉매를 통해 전기화학적 이산화탄소 전환 시스템의 문제인 산소 발생 반응의 성능과 내구성을 크게 개선할 수 있었다”라며, “본 연구를 통해 전기화학적 이산화탄소 전환 시스템의 실용화에 크게 기여할 수 있음은 물론 수소를 생산하는 수전해 시스템 및 다양한 전해 시스템에 적용될 수 있을 것으로 기대한다.”라고 밝혔다. 본 연구는 과학기술정보통신부(장관 최기영)의 지원을 받아 KIST 주요사업 및 기후변화대응기술개발사업으로 수행되었으며 이번 연구결과는 에너지 환경 분야 국제 저널인 「Applied Catalysis B-Environmental」 (IF: 14.229, JCR 분야 상위 0.962%) 최신 호에 게재되었다. * (논문명) Carbon-Supported IrCoOx Nanoparticles as an Efficient and Stable OER Electrocatalyst for Practicable CO2 Electrolysis - (제 1저자) 한국과학기술연구원 이웅희 박사 - (교신저자) 독일베를린 공대 Peter strasser 교수 - (교신저자) 한국과학기술연구원 오형석 선임연구원 <그림설명> [그림 1] 수돗물 기반 전기화학적 CO2 환원 전해 시스템 및 내구성 평가 결과 환원반응에는 물산화 반응이 가장 널리 사용된다. 본 연구는 OER촉매로 이리듐 산화물을 사용하였으며, 귀금속 사용량을 줄이기 위해 코어-쉘 구조의 나노촉매를 개발. 위 그래프는 수돗물 활용 중성 조건에서 우수한 활성과 장기 안정성 테스트를 진행한 그래프 [그림 2] a 전기화학적 이산화탄소 전환 시스템, b 전기화학적 이산화탄소 전환 디바이스 구조, c,d 전기화학적 이산화탄소 전환 시스템 구동 결과 [그림 3] 방사광 가속기 기반 실시간 X-선 흡수분석법 실험 장치 개발된 촉매의 향상된 OER 활성은 방사광가속기 기반 실시간 X-선 흡수 분석법을 통해 전기화학 반응 중 촉매의 전자 구조를 관찰함으로써 설명할 수 있었으며, 실시간 유도플라즈마 분석을 통해 전극 촉매의 내구성을 정량화 하고 메커니즘을 분석하였다.

- 실시간 분석법 활용 귀금속 사용량 줄인 촉매 개발 - 전기화학적 이산화탄소 전환 시스템 실용화를 위한 발판 마련 한국과학기술연구원(KIST, 원장 직무대행 윤석진)은 청정에너지연구센터 오형석, 이웅희 박사 연구팀이 인공광합성 기술 분야의 실용화에 문제점 중 하나였던 산소 발생 전극의 귀금속 촉매를 줄일 수 있는 기술을 개발했다고 밝혔다. 인공광합성 기술은 식물처럼 물과 햇빛, 이산화탄소를 이용해서 엽록소가 촉매제 역할을 하여 수소와 산소로 변환시키는 과정을 인공적으로 만드는 기술이다. 이 기술은 이산화탄소를 흡수하여 청정에너지 및 부가가치를 갖는 화학 원료를 생산할 수 있어 큰 주목을 받고 있다. 이 기술의 상용화를 위해서는 식물의 엽록소 역할을 하는 촉매제의 효율 향상과 비용 절감이 필요하다. 효과적인 전기화학 촉매들이 연구되었지만, 이 중에서도 이리듐 촉매는 안정적이면서도 성능이 좋아 최고의 산소 발생 촉매로써 널리 알려져 있다. 그러나 이리듐은 매장량과 생산량이 적고 가격이 비싸 최근의 연구들에서는 이리듐 사용량을 감소시키면서도 촉매 성능을 높이기 위한 연구들이 중점적으로 진행되고 있다. 이리듐의 사용량을 줄이기 위한 가장 효과적인 방법은 값이 저렴한 금속 물질을 사용하여 나노 크기의 이리듐 합금 촉매를 제조하는 것이다. KIST-베를린 공대 공동 연구진은 이리듐 사용량을 줄이기 위해 이리듐-코발트 합금 나노 입자를 제조하여 코어로 활용하고, 이리듐 산화물 껍질을 갖는 코어-쉘 구조의 나노 촉매를 개발했다. KIST 연구진은 이러한 효과적인 촉매를 디자인하기 위해 다양한 실시간 분석법들을 활용하였다. 실시간 X-선 흡수 분석법을 통해 코어-쉘 구조 촉매가 이리듐-산소 사이의 거리가 짧아 높은 성능을 보이는 구조임을 확인하였으며, 전해질에 용해되어 손실되는 촉매의 양이 적어 내구성이 높음을 실시간 유도플라즈마 분석법을 통해 확인할 수 있었다. 이러한 결과들은 실제 촉매가 반응하는 과정에서 얻었다는 점에서 의미가 있으며, 향후 다양한 촉매 디자인에 활용될 계획이다. KIST 연구진이 개발한 촉매는 귀금속인 이리듐을 기존 촉매보다 20% 적게 사용하고도 31% 이상 높은 성능을 보였으며, 실제적인 사용 가능성을 확인하기 위해 수돗물을 사용한 장기 테스트에서도 수백 시간 이상 성능을 유지하여 높은 내구성을 보였다. 또한, 개발된 촉매를 실제 이산화탄소 전환 시스템에 적용한 결과 공정에 필요한 에너지가 반 이상 줄어들어, 기존 이리듐 산화물 촉매를 사용했을 때와 같은 전압으로도 화합물을 두 배 이상 만들 수 있었다. 본 연구를 진행한 KIST 오형석 박사는 “이리듐-코발트 합금 코어와 이리듐 산화물 쉘을 갖는 코어-쉘 나노 촉매를 통해 전기화학적 이산화탄소 전환 시스템의 문제인 산소 발생 반응의 성능과 내구성을 크게 개선할 수 있었다”라며, “본 연구를 통해 전기화학적 이산화탄소 전환 시스템의 실용화에 크게 기여할 수 있음은 물론 수소를 생산하는 수전해 시스템 및 다양한 전해 시스템에 적용될 수 있을 것으로 기대한다.”라고 밝혔다. 본 연구는 과학기술정보통신부(장관 최기영)의 지원을 받아 KIST 주요사업 및 기후변화대응기술개발사업으로 수행되었으며 이번 연구결과는 에너지 환경 분야 국제 저널인 「Applied Catalysis B-Environmental」 (IF: 14.229, JCR 분야 상위 0.962%) 최신 호에 게재되었다. * (논문명) Carbon-Supported IrCoOx Nanoparticles as an Efficient and Stable OER Electrocatalyst for Practicable CO2 Electrolysis - (제 1저자) 한국과학기술연구원 이웅희 박사 - (교신저자) 독일베를린 공대 Peter strasser 교수 - (교신저자) 한국과학기술연구원 오형석 선임연구원 <그림설명> [그림 1] 수돗물 기반 전기화학적 CO2 환원 전해 시스템 및 내구성 평가 결과 환원반응에는 물산화 반응이 가장 널리 사용된다. 본 연구는 OER촉매로 이리듐 산화물을 사용하였으며, 귀금속 사용량을 줄이기 위해 코어-쉘 구조의 나노촉매를 개발. 위 그래프는 수돗물 활용 중성 조건에서 우수한 활성과 장기 안정성 테스트를 진행한 그래프 [그림 2] a 전기화학적 이산화탄소 전환 시스템, b 전기화학적 이산화탄소 전환 디바이스 구조, c,d 전기화학적 이산화탄소 전환 시스템 구동 결과 [그림 3] 방사광 가속기 기반 실시간 X-선 흡수분석법 실험 장치 개발된 촉매의 향상된 OER 활성은 방사광가속기 기반 실시간 X-선 흡수 분석법을 통해 전기화학 반응 중 촉매의 전자 구조를 관찰함으로써 설명할 수 있었으며, 실시간 유도플라즈마 분석을 통해 전극 촉매의 내구성을 정량화 하고 메커니즘을 분석하였다.

- 실시간 분석법 활용 귀금속 사용량 줄인 촉매 개발 - 전기화학적 이산화탄소 전환 시스템 실용화를 위한 발판 마련 한국과학기술연구원(KIST, 원장 직무대행 윤석진)은 청정에너지연구센터 오형석, 이웅희 박사 연구팀이 인공광합성 기술 분야의 실용화에 문제점 중 하나였던 산소 발생 전극의 귀금속 촉매를 줄일 수 있는 기술을 개발했다고 밝혔다. 인공광합성 기술은 식물처럼 물과 햇빛, 이산화탄소를 이용해서 엽록소가 촉매제 역할을 하여 수소와 산소로 변환시키는 과정을 인공적으로 만드는 기술이다. 이 기술은 이산화탄소를 흡수하여 청정에너지 및 부가가치를 갖는 화학 원료를 생산할 수 있어 큰 주목을 받고 있다. 이 기술의 상용화를 위해서는 식물의 엽록소 역할을 하는 촉매제의 효율 향상과 비용 절감이 필요하다. 효과적인 전기화학 촉매들이 연구되었지만, 이 중에서도 이리듐 촉매는 안정적이면서도 성능이 좋아 최고의 산소 발생 촉매로써 널리 알려져 있다. 그러나 이리듐은 매장량과 생산량이 적고 가격이 비싸 최근의 연구들에서는 이리듐 사용량을 감소시키면서도 촉매 성능을 높이기 위한 연구들이 중점적으로 진행되고 있다. 이리듐의 사용량을 줄이기 위한 가장 효과적인 방법은 값이 저렴한 금속 물질을 사용하여 나노 크기의 이리듐 합금 촉매를 제조하는 것이다. KIST-베를린 공대 공동 연구진은 이리듐 사용량을 줄이기 위해 이리듐-코발트 합금 나노 입자를 제조하여 코어로 활용하고, 이리듐 산화물 껍질을 갖는 코어-쉘 구조의 나노 촉매를 개발했다. KIST 연구진은 이러한 효과적인 촉매를 디자인하기 위해 다양한 실시간 분석법들을 활용하였다. 실시간 X-선 흡수 분석법을 통해 코어-쉘 구조 촉매가 이리듐-산소 사이의 거리가 짧아 높은 성능을 보이는 구조임을 확인하였으며, 전해질에 용해되어 손실되는 촉매의 양이 적어 내구성이 높음을 실시간 유도플라즈마 분석법을 통해 확인할 수 있었다. 이러한 결과들은 실제 촉매가 반응하는 과정에서 얻었다는 점에서 의미가 있으며, 향후 다양한 촉매 디자인에 활용될 계획이다. KIST 연구진이 개발한 촉매는 귀금속인 이리듐을 기존 촉매보다 20% 적게 사용하고도 31% 이상 높은 성능을 보였으며, 실제적인 사용 가능성을 확인하기 위해 수돗물을 사용한 장기 테스트에서도 수백 시간 이상 성능을 유지하여 높은 내구성을 보였다. 또한, 개발된 촉매를 실제 이산화탄소 전환 시스템에 적용한 결과 공정에 필요한 에너지가 반 이상 줄어들어, 기존 이리듐 산화물 촉매를 사용했을 때와 같은 전압으로도 화합물을 두 배 이상 만들 수 있었다. 본 연구를 진행한 KIST 오형석 박사는 “이리듐-코발트 합금 코어와 이리듐 산화물 쉘을 갖는 코어-쉘 나노 촉매를 통해 전기화학적 이산화탄소 전환 시스템의 문제인 산소 발생 반응의 성능과 내구성을 크게 개선할 수 있었다”라며, “본 연구를 통해 전기화학적 이산화탄소 전환 시스템의 실용화에 크게 기여할 수 있음은 물론 수소를 생산하는 수전해 시스템 및 다양한 전해 시스템에 적용될 수 있을 것으로 기대한다.”라고 밝혔다. 본 연구는 과학기술정보통신부(장관 최기영)의 지원을 받아 KIST 주요사업 및 기후변화대응기술개발사업으로 수행되었으며 이번 연구결과는 에너지 환경 분야 국제 저널인 「Applied Catalysis B-Environmental」 (IF: 14.229, JCR 분야 상위 0.962%) 최신 호에 게재되었다. * (논문명) Carbon-Supported IrCoOx Nanoparticles as an Efficient and Stable OER Electrocatalyst for Practicable CO2 Electrolysis - (제 1저자) 한국과학기술연구원 이웅희 박사 - (교신저자) 독일베를린 공대 Peter strasser 교수 - (교신저자) 한국과학기술연구원 오형석 선임연구원 <그림설명> [그림 1] 수돗물 기반 전기화학적 CO2 환원 전해 시스템 및 내구성 평가 결과 환원반응에는 물산화 반응이 가장 널리 사용된다. 본 연구는 OER촉매로 이리듐 산화물을 사용하였으며, 귀금속 사용량을 줄이기 위해 코어-쉘 구조의 나노촉매를 개발. 위 그래프는 수돗물 활용 중성 조건에서 우수한 활성과 장기 안정성 테스트를 진행한 그래프 [그림 2] a 전기화학적 이산화탄소 전환 시스템, b 전기화학적 이산화탄소 전환 디바이스 구조, c,d 전기화학적 이산화탄소 전환 시스템 구동 결과 [그림 3] 방사광 가속기 기반 실시간 X-선 흡수분석법 실험 장치 개발된 촉매의 향상된 OER 활성은 방사광가속기 기반 실시간 X-선 흡수 분석법을 통해 전기화학 반응 중 촉매의 전자 구조를 관찰함으로써 설명할 수 있었으며, 실시간 유도플라즈마 분석을 통해 전극 촉매의 내구성을 정량화 하고 메커니즘을 분석하였다.

- 실시간 분석법 활용 귀금속 사용량 줄인 촉매 개발 - 전기화학적 이산화탄소 전환 시스템 실용화를 위한 발판 마련 한국과학기술연구원(KIST, 원장 직무대행 윤석진)은 청정에너지연구센터 오형석, 이웅희 박사 연구팀이 인공광합성 기술 분야의 실용화에 문제점 중 하나였던 산소 발생 전극의 귀금속 촉매를 줄일 수 있는 기술을 개발했다고 밝혔다. 인공광합성 기술은 식물처럼 물과 햇빛, 이산화탄소를 이용해서 엽록소가 촉매제 역할을 하여 수소와 산소로 변환시키는 과정을 인공적으로 만드는 기술이다. 이 기술은 이산화탄소를 흡수하여 청정에너지 및 부가가치를 갖는 화학 원료를 생산할 수 있어 큰 주목을 받고 있다. 이 기술의 상용화를 위해서는 식물의 엽록소 역할을 하는 촉매제의 효율 향상과 비용 절감이 필요하다. 효과적인 전기화학 촉매들이 연구되었지만, 이 중에서도 이리듐 촉매는 안정적이면서도 성능이 좋아 최고의 산소 발생 촉매로써 널리 알려져 있다. 그러나 이리듐은 매장량과 생산량이 적고 가격이 비싸 최근의 연구들에서는 이리듐 사용량을 감소시키면서도 촉매 성능을 높이기 위한 연구들이 중점적으로 진행되고 있다. 이리듐의 사용량을 줄이기 위한 가장 효과적인 방법은 값이 저렴한 금속 물질을 사용하여 나노 크기의 이리듐 합금 촉매를 제조하는 것이다. KIST-베를린 공대 공동 연구진은 이리듐 사용량을 줄이기 위해 이리듐-코발트 합금 나노 입자를 제조하여 코어로 활용하고, 이리듐 산화물 껍질을 갖는 코어-쉘 구조의 나노 촉매를 개발했다. KIST 연구진은 이러한 효과적인 촉매를 디자인하기 위해 다양한 실시간 분석법들을 활용하였다. 실시간 X-선 흡수 분석법을 통해 코어-쉘 구조 촉매가 이리듐-산소 사이의 거리가 짧아 높은 성능을 보이는 구조임을 확인하였으며, 전해질에 용해되어 손실되는 촉매의 양이 적어 내구성이 높음을 실시간 유도플라즈마 분석법을 통해 확인할 수 있었다. 이러한 결과들은 실제 촉매가 반응하는 과정에서 얻었다는 점에서 의미가 있으며, 향후 다양한 촉매 디자인에 활용될 계획이다. KIST 연구진이 개발한 촉매는 귀금속인 이리듐을 기존 촉매보다 20% 적게 사용하고도 31% 이상 높은 성능을 보였으며, 실제적인 사용 가능성을 확인하기 위해 수돗물을 사용한 장기 테스트에서도 수백 시간 이상 성능을 유지하여 높은 내구성을 보였다. 또한, 개발된 촉매를 실제 이산화탄소 전환 시스템에 적용한 결과 공정에 필요한 에너지가 반 이상 줄어들어, 기존 이리듐 산화물 촉매를 사용했을 때와 같은 전압으로도 화합물을 두 배 이상 만들 수 있었다. 본 연구를 진행한 KIST 오형석 박사는 “이리듐-코발트 합금 코어와 이리듐 산화물 쉘을 갖는 코어-쉘 나노 촉매를 통해 전기화학적 이산화탄소 전환 시스템의 문제인 산소 발생 반응의 성능과 내구성을 크게 개선할 수 있었다”라며, “본 연구를 통해 전기화학적 이산화탄소 전환 시스템의 실용화에 크게 기여할 수 있음은 물론 수소를 생산하는 수전해 시스템 및 다양한 전해 시스템에 적용될 수 있을 것으로 기대한다.”라고 밝혔다. 본 연구는 과학기술정보통신부(장관 최기영)의 지원을 받아 KIST 주요사업 및 기후변화대응기술개발사업으로 수행되었으며 이번 연구결과는 에너지 환경 분야 국제 저널인 「Applied Catalysis B-Environmental」 (IF: 14.229, JCR 분야 상위 0.962%) 최신 호에 게재되었다. * (논문명) Carbon-Supported IrCoOx Nanoparticles as an Efficient and Stable OER Electrocatalyst for Practicable CO2 Electrolysis - (제 1저자) 한국과학기술연구원 이웅희 박사 - (교신저자) 독일베를린 공대 Peter strasser 교수 - (교신저자) 한국과학기술연구원 오형석 선임연구원 <그림설명> [그림 1] 수돗물 기반 전기화학적 CO2 환원 전해 시스템 및 내구성 평가 결과 환원반응에는 물산화 반응이 가장 널리 사용된다. 본 연구는 OER촉매로 이리듐 산화물을 사용하였으며, 귀금속 사용량을 줄이기 위해 코어-쉘 구조의 나노촉매를 개발. 위 그래프는 수돗물 활용 중성 조건에서 우수한 활성과 장기 안정성 테스트를 진행한 그래프 [그림 2] a 전기화학적 이산화탄소 전환 시스템, b 전기화학적 이산화탄소 전환 디바이스 구조, c,d 전기화학적 이산화탄소 전환 시스템 구동 결과 [그림 3] 방사광 가속기 기반 실시간 X-선 흡수분석법 실험 장치 개발된 촉매의 향상된 OER 활성은 방사광가속기 기반 실시간 X-선 흡수 분석법을 통해 전기화학 반응 중 촉매의 전자 구조를 관찰함으로써 설명할 수 있었으며, 실시간 유도플라즈마 분석을 통해 전극 촉매의 내구성을 정량화 하고 메커니즘을 분석하였다.

- 실시간 분석법 활용 귀금속 사용량 줄인 촉매 개발 - 전기화학적 이산화탄소 전환 시스템 실용화를 위한 발판 마련 한국과학기술연구원(KIST, 원장 직무대행 윤석진)은 청정에너지연구센터 오형석, 이웅희 박사 연구팀이 인공광합성 기술 분야의 실용화에 문제점 중 하나였던 산소 발생 전극의 귀금속 촉매를 줄일 수 있는 기술을 개발했다고 밝혔다. 인공광합성 기술은 식물처럼 물과 햇빛, 이산화탄소를 이용해서 엽록소가 촉매제 역할을 하여 수소와 산소로 변환시키는 과정을 인공적으로 만드는 기술이다. 이 기술은 이산화탄소를 흡수하여 청정에너지 및 부가가치를 갖는 화학 원료를 생산할 수 있어 큰 주목을 받고 있다. 이 기술의 상용화를 위해서는 식물의 엽록소 역할을 하는 촉매제의 효율 향상과 비용 절감이 필요하다. 효과적인 전기화학 촉매들이 연구되었지만, 이 중에서도 이리듐 촉매는 안정적이면서도 성능이 좋아 최고의 산소 발생 촉매로써 널리 알려져 있다. 그러나 이리듐은 매장량과 생산량이 적고 가격이 비싸 최근의 연구들에서는 이리듐 사용량을 감소시키면서도 촉매 성능을 높이기 위한 연구들이 중점적으로 진행되고 있다. 이리듐의 사용량을 줄이기 위한 가장 효과적인 방법은 값이 저렴한 금속 물질을 사용하여 나노 크기의 이리듐 합금 촉매를 제조하는 것이다. KIST-베를린 공대 공동 연구진은 이리듐 사용량을 줄이기 위해 이리듐-코발트 합금 나노 입자를 제조하여 코어로 활용하고, 이리듐 산화물 껍질을 갖는 코어-쉘 구조의 나노 촉매를 개발했다. KIST 연구진은 이러한 효과적인 촉매를 디자인하기 위해 다양한 실시간 분석법들을 활용하였다. 실시간 X-선 흡수 분석법을 통해 코어-쉘 구조 촉매가 이리듐-산소 사이의 거리가 짧아 높은 성능을 보이는 구조임을 확인하였으며, 전해질에 용해되어 손실되는 촉매의 양이 적어 내구성이 높음을 실시간 유도플라즈마 분석법을 통해 확인할 수 있었다. 이러한 결과들은 실제 촉매가 반응하는 과정에서 얻었다는 점에서 의미가 있으며, 향후 다양한 촉매 디자인에 활용될 계획이다. KIST 연구진이 개발한 촉매는 귀금속인 이리듐을 기존 촉매보다 20% 적게 사용하고도 31% 이상 높은 성능을 보였으며, 실제적인 사용 가능성을 확인하기 위해 수돗물을 사용한 장기 테스트에서도 수백 시간 이상 성능을 유지하여 높은 내구성을 보였다. 또한, 개발된 촉매를 실제 이산화탄소 전환 시스템에 적용한 결과 공정에 필요한 에너지가 반 이상 줄어들어, 기존 이리듐 산화물 촉매를 사용했을 때와 같은 전압으로도 화합물을 두 배 이상 만들 수 있었다. 본 연구를 진행한 KIST 오형석 박사는 “이리듐-코발트 합금 코어와 이리듐 산화물 쉘을 갖는 코어-쉘 나노 촉매를 통해 전기화학적 이산화탄소 전환 시스템의 문제인 산소 발생 반응의 성능과 내구성을 크게 개선할 수 있었다”라며, “본 연구를 통해 전기화학적 이산화탄소 전환 시스템의 실용화에 크게 기여할 수 있음은 물론 수소를 생산하는 수전해 시스템 및 다양한 전해 시스템에 적용될 수 있을 것으로 기대한다.”라고 밝혔다. 본 연구는 과학기술정보통신부(장관 최기영)의 지원을 받아 KIST 주요사업 및 기후변화대응기술개발사업으로 수행되었으며 이번 연구결과는 에너지 환경 분야 국제 저널인 「Applied Catalysis B-Environmental」 (IF: 14.229, JCR 분야 상위 0.962%) 최신 호에 게재되었다. * (논문명) Carbon-Supported IrCoOx Nanoparticles as an Efficient and Stable OER Electrocatalyst for Practicable CO2 Electrolysis - (제 1저자) 한국과학기술연구원 이웅희 박사 - (교신저자) 독일베를린 공대 Peter strasser 교수 - (교신저자) 한국과학기술연구원 오형석 선임연구원 <그림설명> [그림 1] 수돗물 기반 전기화학적 CO2 환원 전해 시스템 및 내구성 평가 결과 환원반응에는 물산화 반응이 가장 널리 사용된다. 본 연구는 OER촉매로 이리듐 산화물을 사용하였으며, 귀금속 사용량을 줄이기 위해 코어-쉘 구조의 나노촉매를 개발. 위 그래프는 수돗물 활용 중성 조건에서 우수한 활성과 장기 안정성 테스트를 진행한 그래프 [그림 2] a 전기화학적 이산화탄소 전환 시스템, b 전기화학적 이산화탄소 전환 디바이스 구조, c,d 전기화학적 이산화탄소 전환 시스템 구동 결과 [그림 3] 방사광 가속기 기반 실시간 X-선 흡수분석법 실험 장치 개발된 촉매의 향상된 OER 활성은 방사광가속기 기반 실시간 X-선 흡수 분석법을 통해 전기화학 반응 중 촉매의 전자 구조를 관찰함으로써 설명할 수 있었으며, 실시간 유도플라즈마 분석을 통해 전극 촉매의 내구성을 정량화 하고 메커니즘을 분석하였다.

- DNA와 탄소나노튜브를 활용한 ‘리튬 과잉 양극소재’ 표면 안정화 - 통합고도분석법을 통한 성능 및 수명 향상 인자 규명 최근 국내 연구진이 차세대 고용량 양극 소재를 개발했다. 한국과학기술연구원(KIST, 원장 직무대행 윤석진)은 에너지저장연구단 정경윤 단장, 장원영 박사 연구팀이 울산과학기술원(UNIST, 총장 이용훈) 이상영 교수 연구팀과의 공동 연구를 통해, 연어의 DNA를 활용, 리튬 과잉 양극 소재(Over-Lithiated Oxide, OLO) : 리튬이온전지에 적용된 양극 소재가 지닌 층상 구조에서 전이금속 층의 전이금속을 리튬으로 대체함으로써, 다량의 리튬을 함유한 소재 리튬 과잉 양극 소재(Over-Lithiated Oxide, OLO)의 표면을 안정화시켜 고성능 양극 소재를 개발했다고 밝혔다. 리튬이온전지는 이차전지의 일종으로서, 충전 과정에서 리튬 이온이 음극에서 양극으로 이동하여 저장된다. 이 양극에 저장할 수 있는 리튬이온이 많을수록 전지의 용량은 향상된다. 즉, 고용량의 양극 소재 개발은 리튬이온전지 용량증대의 핵심이다. 리튬 과잉 양극 소재(OLO)는 이론용량이 250mAh/g(기존 상용화 소재 160mAh/g)으로 에너지 저장용량을 50% 이상 상승시킬 수 있는 차세대 양극 소재로서 오랫동안 주목받아왔다. 하지만 충·방전 과정에서 리튬이 위치한 금속층이 붕괴되고 부풀어 올라 더 이상 사용할 수 없게 되는 문제가 있었다. KIST 연구진은 투과전자현미경을 이용하여 기존 OLO 소재의 표면과 내부의 결정구조 변화를 각각 위치별로 분석하였다. 그 결과 전지 구동 후 전극의 표면에서부터 금속층 붕괴가 진행된다는 사실을 확인했다. 이에 공동 연구진은 리튬이온과 친화력이 우수한 연어의 DNA를 활용하여 소재 붕괴의 원인인 표면 구조를 제어하였다. 하지만 DNA는 수용액 내에서 거대하게 뭉쳐지는 문제가 있는데 탄소나노튜브(CNT)와 합성하여 이를 극복하고 균일하게 배열, OLO 표면에 부착하여 새로운 양극 소재를 개발했다. KIST 연구진은 통합 고도분석법(개별 입자에서부터 전극 범위까지 분석)으로 분석하여 OLO 소재의 전기화학적 특성 및 구조 안정성 향상의 메커니즘을 규명했다. 실시간 X-선 분석기법으로 충·방전이 진행되는 과정에서 전극 소재의 구조 붕괴가 억제됨을 확인하였고, 구조 변화 분석을 통해 배터리가 과열되더라도 안정적임을 확인하였다. UNIST 이상영 교수는 “합성 소재에 기반한 기존 시도들과는 다른 개념인 생명체의 기본 물질인 DNA를 이용한 연구 결과로서, 고성능 전지 소재 개발의 새로운 방향을 소개하였다.”라고 그 개발 의미를 밝혔다. KIST 정경윤 단장은 “통합 고도분석법을 통하여 고에너지·안전성 양극 소재의 설계 인자를 제시했다는 것에 큰 의미가 있다”라며 “본 연구 결과를 토대로 기존 상용화 양극 소재를 대체할 신규 소재 개발 연구에 더욱 박차를 가할 것”이라고 포부를 밝혔다. 본 연구는 과학기술정보통신부(장관 최기영) 지원으로 KIST 주요사업과 한국연구재단 기후변화대응기술개발사업, 기초연구사업 및 웨어러블플랫폼소자기술센터사업으로 수행되었으며, 연구 결과는 에너지 분야의 세계적 권위지인 ‘Advanced Energy Materials’ (IF:24.884, JCR 분야 상위 1.69%) 최신 호에 표지 논문(Front cover)으로 출판 게재(3월 3일, Volume 10. Issue 9)되었다. * (논문명) Ecofriendly Chemical Activation of Overlithiated Layered Oxides by DNA-Wrapped Carbon Nanotubes - (제 1저자) UNIST 김주명 박사(現 Pacific Northwest National Laboratory 박사후연구원) - (제 1저자) KIST 박재호 석박사통합과정 - (제 1저자) KIST 조은미 박사과정 - (교신저자) UNIST 이상영 교수 - (교신저자) KIST 에너지저장연구단 정경윤 책임연구원 - (교신저자) KIST 에너지저장연구단 장원영 책임연구원 <그림설명> [그림 1] 표지 논문 선정 이미지(Front cover) [그림 2] 단계별 화학적 활성화 절차의 모식도 리튬이온과 친화력이 우수한 연어의 DNA를 탄소나노튜브와 합성하여, OLO 표면에 부착하여 표면 구조를 제어한 양극 소재를 합성하는 절차의 모식도

- DNA와 탄소나노튜브를 활용한 ‘리튬 과잉 양극소재’ 표면 안정화 - 통합고도분석법을 통한 성능 및 수명 향상 인자 규명 최근 국내 연구진이 차세대 고용량 양극 소재를 개발했다. 한국과학기술연구원(KIST, 원장 직무대행 윤석진)은 에너지저장연구단 정경윤 단장, 장원영 박사 연구팀이 울산과학기술원(UNIST, 총장 이용훈) 이상영 교수 연구팀과의 공동 연구를 통해, 연어의 DNA를 활용, 리튬 과잉 양극 소재(Over-Lithiated Oxide, OLO) : 리튬이온전지에 적용된 양극 소재가 지닌 층상 구조에서 전이금속 층의 전이금속을 리튬으로 대체함으로써, 다량의 리튬을 함유한 소재 리튬 과잉 양극 소재(Over-Lithiated Oxide, OLO)의 표면을 안정화시켜 고성능 양극 소재를 개발했다고 밝혔다. 리튬이온전지는 이차전지의 일종으로서, 충전 과정에서 리튬 이온이 음극에서 양극으로 이동하여 저장된다. 이 양극에 저장할 수 있는 리튬이온이 많을수록 전지의 용량은 향상된다. 즉, 고용량의 양극 소재 개발은 리튬이온전지 용량증대의 핵심이다. 리튬 과잉 양극 소재(OLO)는 이론용량이 250mAh/g(기존 상용화 소재 160mAh/g)으로 에너지 저장용량을 50% 이상 상승시킬 수 있는 차세대 양극 소재로서 오랫동안 주목받아왔다. 하지만 충·방전 과정에서 리튬이 위치한 금속층이 붕괴되고 부풀어 올라 더 이상 사용할 수 없게 되는 문제가 있었다. KIST 연구진은 투과전자현미경을 이용하여 기존 OLO 소재의 표면과 내부의 결정구조 변화를 각각 위치별로 분석하였다. 그 결과 전지 구동 후 전극의 표면에서부터 금속층 붕괴가 진행된다는 사실을 확인했다. 이에 공동 연구진은 리튬이온과 친화력이 우수한 연어의 DNA를 활용하여 소재 붕괴의 원인인 표면 구조를 제어하였다. 하지만 DNA는 수용액 내에서 거대하게 뭉쳐지는 문제가 있는데 탄소나노튜브(CNT)와 합성하여 이를 극복하고 균일하게 배열, OLO 표면에 부착하여 새로운 양극 소재를 개발했다. KIST 연구진은 통합 고도분석법(개별 입자에서부터 전극 범위까지 분석)으로 분석하여 OLO 소재의 전기화학적 특성 및 구조 안정성 향상의 메커니즘을 규명했다. 실시간 X-선 분석기법으로 충·방전이 진행되는 과정에서 전극 소재의 구조 붕괴가 억제됨을 확인하였고, 구조 변화 분석을 통해 배터리가 과열되더라도 안정적임을 확인하였다. UNIST 이상영 교수는 “합성 소재에 기반한 기존 시도들과는 다른 개념인 생명체의 기본 물질인 DNA를 이용한 연구 결과로서, 고성능 전지 소재 개발의 새로운 방향을 소개하였다.”라고 그 개발 의미를 밝혔다. KIST 정경윤 단장은 “통합 고도분석법을 통하여 고에너지·안전성 양극 소재의 설계 인자를 제시했다는 것에 큰 의미가 있다”라며 “본 연구 결과를 토대로 기존 상용화 양극 소재를 대체할 신규 소재 개발 연구에 더욱 박차를 가할 것”이라고 포부를 밝혔다. 본 연구는 과학기술정보통신부(장관 최기영) 지원으로 KIST 주요사업과 한국연구재단 기후변화대응기술개발사업, 기초연구사업 및 웨어러블플랫폼소자기술센터사업으로 수행되었으며, 연구 결과는 에너지 분야의 세계적 권위지인 ‘Advanced Energy Materials’ (IF:24.884, JCR 분야 상위 1.69%) 최신 호에 표지 논문(Front cover)으로 출판 게재(3월 3일, Volume 10. Issue 9)되었다. * (논문명) Ecofriendly Chemical Activation of Overlithiated Layered Oxides by DNA-Wrapped Carbon Nanotubes - (제 1저자) UNIST 김주명 박사(現 Pacific Northwest National Laboratory 박사후연구원) - (제 1저자) KIST 박재호 석박사통합과정 - (제 1저자) KIST 조은미 박사과정 - (교신저자) UNIST 이상영 교수 - (교신저자) KIST 에너지저장연구단 정경윤 책임연구원 - (교신저자) KIST 에너지저장연구단 장원영 책임연구원 <그림설명> [그림 1] 표지 논문 선정 이미지(Front cover) [그림 2] 단계별 화학적 활성화 절차의 모식도 리튬이온과 친화력이 우수한 연어의 DNA를 탄소나노튜브와 합성하여, OLO 표면에 부착하여 표면 구조를 제어한 양극 소재를 합성하는 절차의 모식도

- DNA와 탄소나노튜브를 활용한 ‘리튬 과잉 양극소재’ 표면 안정화 - 통합고도분석법을 통한 성능 및 수명 향상 인자 규명 최근 국내 연구진이 차세대 고용량 양극 소재를 개발했다. 한국과학기술연구원(KIST, 원장 직무대행 윤석진)은 에너지저장연구단 정경윤 단장, 장원영 박사 연구팀이 울산과학기술원(UNIST, 총장 이용훈) 이상영 교수 연구팀과의 공동 연구를 통해, 연어의 DNA를 활용, 리튬 과잉 양극 소재(Over-Lithiated Oxide, OLO) : 리튬이온전지에 적용된 양극 소재가 지닌 층상 구조에서 전이금속 층의 전이금속을 리튬으로 대체함으로써, 다량의 리튬을 함유한 소재 리튬 과잉 양극 소재(Over-Lithiated Oxide, OLO)의 표면을 안정화시켜 고성능 양극 소재를 개발했다고 밝혔다. 리튬이온전지는 이차전지의 일종으로서, 충전 과정에서 리튬 이온이 음극에서 양극으로 이동하여 저장된다. 이 양극에 저장할 수 있는 리튬이온이 많을수록 전지의 용량은 향상된다. 즉, 고용량의 양극 소재 개발은 리튬이온전지 용량증대의 핵심이다. 리튬 과잉 양극 소재(OLO)는 이론용량이 250mAh/g(기존 상용화 소재 160mAh/g)으로 에너지 저장용량을 50% 이상 상승시킬 수 있는 차세대 양극 소재로서 오랫동안 주목받아왔다. 하지만 충·방전 과정에서 리튬이 위치한 금속층이 붕괴되고 부풀어 올라 더 이상 사용할 수 없게 되는 문제가 있었다. KIST 연구진은 투과전자현미경을 이용하여 기존 OLO 소재의 표면과 내부의 결정구조 변화를 각각 위치별로 분석하였다. 그 결과 전지 구동 후 전극의 표면에서부터 금속층 붕괴가 진행된다는 사실을 확인했다. 이에 공동 연구진은 리튬이온과 친화력이 우수한 연어의 DNA를 활용하여 소재 붕괴의 원인인 표면 구조를 제어하였다. 하지만 DNA는 수용액 내에서 거대하게 뭉쳐지는 문제가 있는데 탄소나노튜브(CNT)와 합성하여 이를 극복하고 균일하게 배열, OLO 표면에 부착하여 새로운 양극 소재를 개발했다. KIST 연구진은 통합 고도분석법(개별 입자에서부터 전극 범위까지 분석)으로 분석하여 OLO 소재의 전기화학적 특성 및 구조 안정성 향상의 메커니즘을 규명했다. 실시간 X-선 분석기법으로 충·방전이 진행되는 과정에서 전극 소재의 구조 붕괴가 억제됨을 확인하였고, 구조 변화 분석을 통해 배터리가 과열되더라도 안정적임을 확인하였다. UNIST 이상영 교수는 “합성 소재에 기반한 기존 시도들과는 다른 개념인 생명체의 기본 물질인 DNA를 이용한 연구 결과로서, 고성능 전지 소재 개발의 새로운 방향을 소개하였다.”라고 그 개발 의미를 밝혔다. KIST 정경윤 단장은 “통합 고도분석법을 통하여 고에너지·안전성 양극 소재의 설계 인자를 제시했다는 것에 큰 의미가 있다”라며 “본 연구 결과를 토대로 기존 상용화 양극 소재를 대체할 신규 소재 개발 연구에 더욱 박차를 가할 것”이라고 포부를 밝혔다. 본 연구는 과학기술정보통신부(장관 최기영) 지원으로 KIST 주요사업과 한국연구재단 기후변화대응기술개발사업, 기초연구사업 및 웨어러블플랫폼소자기술센터사업으로 수행되었으며, 연구 결과는 에너지 분야의 세계적 권위지인 ‘Advanced Energy Materials’ (IF:24.884, JCR 분야 상위 1.69%) 최신 호에 표지 논문(Front cover)으로 출판 게재(3월 3일, Volume 10. Issue 9)되었다. * (논문명) Ecofriendly Chemical Activation of Overlithiated Layered Oxides by DNA-Wrapped Carbon Nanotubes - (제 1저자) UNIST 김주명 박사(現 Pacific Northwest National Laboratory 박사후연구원) - (제 1저자) KIST 박재호 석박사통합과정 - (제 1저자) KIST 조은미 박사과정 - (교신저자) UNIST 이상영 교수 - (교신저자) KIST 에너지저장연구단 정경윤 책임연구원 - (교신저자) KIST 에너지저장연구단 장원영 책임연구원 <그림설명> [그림 1] 표지 논문 선정 이미지(Front cover) [그림 2] 단계별 화학적 활성화 절차의 모식도 리튬이온과 친화력이 우수한 연어의 DNA를 탄소나노튜브와 합성하여, OLO 표면에 부착하여 표면 구조를 제어한 양극 소재를 합성하는 절차의 모식도

- DNA와 탄소나노튜브를 활용한 ‘리튬 과잉 양극소재’ 표면 안정화 - 통합고도분석법을 통한 성능 및 수명 향상 인자 규명 최근 국내 연구진이 차세대 고용량 양극 소재를 개발했다. 한국과학기술연구원(KIST, 원장 직무대행 윤석진)은 에너지저장연구단 정경윤 단장, 장원영 박사 연구팀이 울산과학기술원(UNIST, 총장 이용훈) 이상영 교수 연구팀과의 공동 연구를 통해, 연어의 DNA를 활용, 리튬 과잉 양극 소재(Over-Lithiated Oxide, OLO) : 리튬이온전지에 적용된 양극 소재가 지닌 층상 구조에서 전이금속 층의 전이금속을 리튬으로 대체함으로써, 다량의 리튬을 함유한 소재 리튬 과잉 양극 소재(Over-Lithiated Oxide, OLO)의 표면을 안정화시켜 고성능 양극 소재를 개발했다고 밝혔다. 리튬이온전지는 이차전지의 일종으로서, 충전 과정에서 리튬 이온이 음극에서 양극으로 이동하여 저장된다. 이 양극에 저장할 수 있는 리튬이온이 많을수록 전지의 용량은 향상된다. 즉, 고용량의 양극 소재 개발은 리튬이온전지 용량증대의 핵심이다. 리튬 과잉 양극 소재(OLO)는 이론용량이 250mAh/g(기존 상용화 소재 160mAh/g)으로 에너지 저장용량을 50% 이상 상승시킬 수 있는 차세대 양극 소재로서 오랫동안 주목받아왔다. 하지만 충·방전 과정에서 리튬이 위치한 금속층이 붕괴되고 부풀어 올라 더 이상 사용할 수 없게 되는 문제가 있었다. KIST 연구진은 투과전자현미경을 이용하여 기존 OLO 소재의 표면과 내부의 결정구조 변화를 각각 위치별로 분석하였다. 그 결과 전지 구동 후 전극의 표면에서부터 금속층 붕괴가 진행된다는 사실을 확인했다. 이에 공동 연구진은 리튬이온과 친화력이 우수한 연어의 DNA를 활용하여 소재 붕괴의 원인인 표면 구조를 제어하였다. 하지만 DNA는 수용액 내에서 거대하게 뭉쳐지는 문제가 있는데 탄소나노튜브(CNT)와 합성하여 이를 극복하고 균일하게 배열, OLO 표면에 부착하여 새로운 양극 소재를 개발했다. KIST 연구진은 통합 고도분석법(개별 입자에서부터 전극 범위까지 분석)으로 분석하여 OLO 소재의 전기화학적 특성 및 구조 안정성 향상의 메커니즘을 규명했다. 실시간 X-선 분석기법으로 충·방전이 진행되는 과정에서 전극 소재의 구조 붕괴가 억제됨을 확인하였고, 구조 변화 분석을 통해 배터리가 과열되더라도 안정적임을 확인하였다. UNIST 이상영 교수는 “합성 소재에 기반한 기존 시도들과는 다른 개념인 생명체의 기본 물질인 DNA를 이용한 연구 결과로서, 고성능 전지 소재 개발의 새로운 방향을 소개하였다.”라고 그 개발 의미를 밝혔다. KIST 정경윤 단장은 “통합 고도분석법을 통하여 고에너지·안전성 양극 소재의 설계 인자를 제시했다는 것에 큰 의미가 있다”라며 “본 연구 결과를 토대로 기존 상용화 양극 소재를 대체할 신규 소재 개발 연구에 더욱 박차를 가할 것”이라고 포부를 밝혔다. 본 연구는 과학기술정보통신부(장관 최기영) 지원으로 KIST 주요사업과 한국연구재단 기후변화대응기술개발사업, 기초연구사업 및 웨어러블플랫폼소자기술센터사업으로 수행되었으며, 연구 결과는 에너지 분야의 세계적 권위지인 ‘Advanced Energy Materials’ (IF:24.884, JCR 분야 상위 1.69%) 최신 호에 표지 논문(Front cover)으로 출판 게재(3월 3일, Volume 10. Issue 9)되었다. * (논문명) Ecofriendly Chemical Activation of Overlithiated Layered Oxides by DNA-Wrapped Carbon Nanotubes - (제 1저자) UNIST 김주명 박사(現 Pacific Northwest National Laboratory 박사후연구원) - (제 1저자) KIST 박재호 석박사통합과정 - (제 1저자) KIST 조은미 박사과정 - (교신저자) UNIST 이상영 교수 - (교신저자) KIST 에너지저장연구단 정경윤 책임연구원 - (교신저자) KIST 에너지저장연구단 장원영 책임연구원 <그림설명> [그림 1] 표지 논문 선정 이미지(Front cover) [그림 2] 단계별 화학적 활성화 절차의 모식도 리튬이온과 친화력이 우수한 연어의 DNA를 탄소나노튜브와 합성하여, OLO 표면에 부착하여 표면 구조를 제어한 양극 소재를 합성하는 절차의 모식도

- DNA와 탄소나노튜브를 활용한 ‘리튬 과잉 양극소재’ 표면 안정화 - 통합고도분석법을 통한 성능 및 수명 향상 인자 규명 최근 국내 연구진이 차세대 고용량 양극 소재를 개발했다. 한국과학기술연구원(KIST, 원장 직무대행 윤석진)은 에너지저장연구단 정경윤 단장, 장원영 박사 연구팀이 울산과학기술원(UNIST, 총장 이용훈) 이상영 교수 연구팀과의 공동 연구를 통해, 연어의 DNA를 활용, 리튬 과잉 양극 소재(Over-Lithiated Oxide, OLO) : 리튬이온전지에 적용된 양극 소재가 지닌 층상 구조에서 전이금속 층의 전이금속을 리튬으로 대체함으로써, 다량의 리튬을 함유한 소재 리튬 과잉 양극 소재(Over-Lithiated Oxide, OLO)의 표면을 안정화시켜 고성능 양극 소재를 개발했다고 밝혔다. 리튬이온전지는 이차전지의 일종으로서, 충전 과정에서 리튬 이온이 음극에서 양극으로 이동하여 저장된다. 이 양극에 저장할 수 있는 리튬이온이 많을수록 전지의 용량은 향상된다. 즉, 고용량의 양극 소재 개발은 리튬이온전지 용량증대의 핵심이다. 리튬 과잉 양극 소재(OLO)는 이론용량이 250mAh/g(기존 상용화 소재 160mAh/g)으로 에너지 저장용량을 50% 이상 상승시킬 수 있는 차세대 양극 소재로서 오랫동안 주목받아왔다. 하지만 충·방전 과정에서 리튬이 위치한 금속층이 붕괴되고 부풀어 올라 더 이상 사용할 수 없게 되는 문제가 있었다. KIST 연구진은 투과전자현미경을 이용하여 기존 OLO 소재의 표면과 내부의 결정구조 변화를 각각 위치별로 분석하였다. 그 결과 전지 구동 후 전극의 표면에서부터 금속층 붕괴가 진행된다는 사실을 확인했다. 이에 공동 연구진은 리튬이온과 친화력이 우수한 연어의 DNA를 활용하여 소재 붕괴의 원인인 표면 구조를 제어하였다. 하지만 DNA는 수용액 내에서 거대하게 뭉쳐지는 문제가 있는데 탄소나노튜브(CNT)와 합성하여 이를 극복하고 균일하게 배열, OLO 표면에 부착하여 새로운 양극 소재를 개발했다. KIST 연구진은 통합 고도분석법(개별 입자에서부터 전극 범위까지 분석)으로 분석하여 OLO 소재의 전기화학적 특성 및 구조 안정성 향상의 메커니즘을 규명했다. 실시간 X-선 분석기법으로 충·방전이 진행되는 과정에서 전극 소재의 구조 붕괴가 억제됨을 확인하였고, 구조 변화 분석을 통해 배터리가 과열되더라도 안정적임을 확인하였다. UNIST 이상영 교수는 “합성 소재에 기반한 기존 시도들과는 다른 개념인 생명체의 기본 물질인 DNA를 이용한 연구 결과로서, 고성능 전지 소재 개발의 새로운 방향을 소개하였다.”라고 그 개발 의미를 밝혔다. KIST 정경윤 단장은 “통합 고도분석법을 통하여 고에너지·안전성 양극 소재의 설계 인자를 제시했다는 것에 큰 의미가 있다”라며 “본 연구 결과를 토대로 기존 상용화 양극 소재를 대체할 신규 소재 개발 연구에 더욱 박차를 가할 것”이라고 포부를 밝혔다. 본 연구는 과학기술정보통신부(장관 최기영) 지원으로 KIST 주요사업과 한국연구재단 기후변화대응기술개발사업, 기초연구사업 및 웨어러블플랫폼소자기술센터사업으로 수행되었으며, 연구 결과는 에너지 분야의 세계적 권위지인 ‘Advanced Energy Materials’ (IF:24.884, JCR 분야 상위 1.69%) 최신 호에 표지 논문(Front cover)으로 출판 게재(3월 3일, Volume 10. Issue 9)되었다. * (논문명) Ecofriendly Chemical Activation of Overlithiated Layered Oxides by DNA-Wrapped Carbon Nanotubes - (제 1저자) UNIST 김주명 박사(現 Pacific Northwest National Laboratory 박사후연구원) - (제 1저자) KIST 박재호 석박사통합과정 - (제 1저자) KIST 조은미 박사과정 - (교신저자) UNIST 이상영 교수 - (교신저자) KIST 에너지저장연구단 정경윤 책임연구원 - (교신저자) KIST 에너지저장연구단 장원영 책임연구원 <그림설명> [그림 1] 표지 논문 선정 이미지(Front cover) [그림 2] 단계별 화학적 활성화 절차의 모식도 리튬이온과 친화력이 우수한 연어의 DNA를 탄소나노튜브와 합성하여, OLO 표면에 부착하여 표면 구조를 제어한 양극 소재를 합성하는 절차의 모식도