황 폐기물 이용 그래핀 제조
황 폐기물 이용 그래핀 제조
  • 홍시현 기자
  • 승인 2019.11.08
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수은 포함 중금속 흡착 가능 및 복합소재 강도, 가스차단성 향상
유남호 KIST 박사.
유남호 KIST 박사.

[투데이에너지 홍시현 기자] 한국과학기술연구원(원장 이병권, KIST) 탄소융합소재연구센터 유남호 박사팀은 폐기 시 환경오염을 유발하는 황 폐기물을 이용해 황을 포함(도핑)한 그래핀을 제조하는 공정을 개발했다고 밝혔다. 

그래핀은 흑연을 산화시킨 후 다시 환원시켜 제조한다. 이때 환원을 돕는 환원제가 필요한데 KIST 연구진은 150도 이상의 온도에서 녹은 황이 효과적인 환원제 역할을 할 수 있다는 점을 이용했다. 폐기돼야 할 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 있다.

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 향상돼 복합소재의 가스 차단성 또한 95% 이상 향상됐다.

이번에 황 폐기물로 개발한 그래핀은 수은을 포함하는 중금속 제거용 필터, 자동차 및 항공용 부품 소재, 전자기기 부품 그리고 에너지 저장용 배터리 제품을 개발하는데 응용 가능하다.

유남호 KIST 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 제시하고 동시에 복합소재 및 필터 그리고 에너지 저장 관련 응용이 가능하고 파급효과가 큰 기술이 될 것으로 기대된다”라고 밝혔다.

이번 연구결과는 소재분야 유명 국제 저널인 ‘Composites Part B : Engineering’ 최신호에 게재됐다.

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

 


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