고에너지 밀도 수퍼커패시터, 리튬공기전지에 적용 가능

왼쪽부터 서강대 화공생명공학과 문준혁 교수, 김철호 박사
왼쪽부터 서강대 화공생명공학과 문준혁 교수, 김철호 박사

[한국대학신문 이정환 기자] 서강대학교(총장 심종혁) 화공생명공학과 문준혁 교수 연구팀은 고성능 반도체 공정을 이용해 탄소 소재를 합성하는 기술을 개발했다. 해당 연구성과는 지난 18일, 에너지 분야 저명한 국제 전문학술지 〈에너지 스토리지 머티리얼스’(Energy Storage Materials, 임팩트팩터: 20.831)〉에 논문명 ‘Semiconductor Process Fabrication of Multiscale Porous Carbon Thin Films for Energy Storage Devices’로 게재됐다.

반도체 공정은 정밀한 반도체 소자를 만드는 여러 과정으로 대표적으로 포토리소그래피, 산화, 증착 등이 있다. 문준혁 교수 연구팀은 반도체 공정을 활용해 에너지 저장 소자에 전극으로 활용되는 다공성 탄소 소재를 합성하는데 성공했다.

포토리소그래피를 통해 포토레지스트 패턴을 제작하고 여기에  산화막을 증착하여 다공성 탄소소재를 얻는 과정을 묘사하는 개념도
포토리소그래피를 통해 포토레지스트 패턴을 제작하고 여기에 산화막을 증착하여 다공성 탄소소재를 얻는 과정을 묘사하는 개념도

또한, 포토리소그래피를 이용해 제작한 포토레지스트 패턴을 고온 열처리해 탄소화할 때, 패턴에 산화막을 입히는 경우 산화막의 지지력에 의해 다공성 탄소 구조가 형성되는 새로운 공정 기술을 개발했다.

문준혁 교수는 “반도체 공정 기술을 반도체 소자가 아닌 에너지 소재 합성에도 적용할 수 있으며, 이렇게 만들어진 소재를 소퍼커패시터 및 리튬공기전지에 직접 실증했다는데 그 의의가 있다”라고 전했다.

연구는 한국연구재단의 중견연구자 사업 등의 지원으로 수행됐으며, 문준혁 교수(교신저자)와 김철호 박사(제 1저자, 현 서강대 post-doc) 주도로 이뤄졌다.

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