광주과학기술원 웹진

더 작게, 더 가볍게, 더 안전하게

신소재공학부 엄광섭 교수, 이승민·이하은 연구원

신소재공학은 다양한 첨단과학 기술, 예를 들어 정보공학, 생명공학, 나노기술, 환경기술, 우주기술 등에 사용되는 최첨단 소재를 개발하는 학문이다. 첨단 산업을 선도할 연구인력을 양성하고 있는 지스트의 신소재공학부의 연구팀에서 고안정성, 고용량 배터리 개발에 성공하였다. 신소재공학부의 엄광섭 교수 연구팀인 엄광섭 교수, 이승민, 이하은을 만나보았다.

연구하고 계신 소형배터리를 실생활에서 접할 수 있는 분야가 있나요?

엄광섭 교수 소형배터리는 실제 작은 배터리를 말하는 것이 아니라, 부피당 높은 에너지 저장 용량을 지니는 배터리를 개발해서 소형화가 가능하다는 것입니다. 저희는 배터리 전극 소재 중심으로 해서 기존에 사용하던 소재보다 더 에너지를 많이 저장할 수 있는 소재를 안정적으로 작동하게끔 개발했습니다. 즉 개발 배터리의 셀레늄 양극 소재는 초기 성능감소가 급격하게 빨라진다는 문제점이 있는데, 그 원인을 정확히 규명해서 성능 감소를 줄일 수 있는 방법을 찾고 있었습니다.
이승민 크게는 에너지 저장시스템이라고 ESS라는 대용량 에너지 저장장치가 있어요. 그런 분야에 활용하면 좋을 것 같고, 차지하는 부피가 기존 소재에 비해 작게 만들 수 있다 보니 작은 부피가 요구되는 휴대용 어플리케이션에 사용하기에 용이 할 것으로 생각됩니다.
엄광섭 교수 특히, 소재의 가격이 저렴하다는 것이 가장 큰 장점이라고 할 수 있습니다. 특히 모바일 쪽에서 유용하게 쓸 수 있죠. 같은 크기로 만들면 에너지 용량이 두 배가 되어 오래 쓸 수 있고, 같은 용량을 내려면 부피가 줄어드니 휴대용 제품의 전체 무게가 가벼워집니다.

홍익대와 경희대 연구팀과 공동연구를 진행하셨는데, 그 배경이 궁금합니다.
에피소드도 있다면 말씀해 주십시오.

엄광섭 교수미국에서 공부할 때 공동연구를 같이 해오셨던 분들입니다. 그분들은 주 전공이 고분자쪽들이시고, 저는 전기학 기반의 에너지 소재개발쪽이고요. 이번 연구는 고분자를 이용하여 표면처리를 하는 연구에요. 그러다 보니 저희가 배터리 성능 부분에서 괜찮은 결과를 내고 그 현상을 규명하는 표면 분석, 특히 고분자 분석에 관해 조언을 얻고자 도와달라고 요청했더니 흔쾌히 도와주셨습니다.
이하은굉장히 먼 거리를 홍익대 정재한 교수님께서 한달음에 달려와서 밤늦게까지 분석해 주셔서 감사했어요.

향후 연구계획은 어떻게 되시나요?

이승민 저는 리튬셀레늄 전지가 이번 연구이구요, 이제 다른 소재, 특히 훨씬 더 주목받고 있는 황 양극 소재에 대하여 관련 연구도 진행하려고 합니다. 황이 셀레늄보다 더 저렴하고 용량이 큰데, 비슷한 문제가 발생하거든요. 더 저렴하고 용량이 큰 소재를 더 잘 사용하기 위해 성능감소 원인과 그에 대한 분석법에 대한 연구를 진행할 계획입니다.

이번에 세계적인 과학 학술지에도 게재되셨는데 소감 한 말씀만 부탁드립니다.

이승민 사실 아직까지는 좀 얼떨떨합니다. 논문 준비기간이 좀 오래 걸렸거든요, 아이디어 개발부터 출판까지 약 일 년 정도요.
엄광섭 교수 보통 기사 낼 정도의 흥미로운 연구결과 같은 경우는 시간이 좀 오래 걸리기도 합니다. 이번 저희 연구 같은 경우는 논문을 저널에 제출하고 두 달 내로 게재 결정이 되었어요. 다행히도 심사자 3명 모두 긍정적으로 바로 결정해주셨습니다. 아이디어 개발부터 학생들이 전부 시작한 것이었어요. 그 점에 있어 굉장히 고무적인 성과인 것 같아요.
이하은 저는 이제 석박통합 2년 차인데, 이 연구실 들어와서 1년 정도 되었을 때 좋은 결과를 얻게 되었어요. 인턴 때부터 리튬이차전지에 대하여 배워가면서 했는데 좋은 결과가 있어서 기쁘고 지지해주신 교수님께 감사드립니다.
엄광섭 교수 저도 학생들에게 감사하고 있습니다. 아이디어 개발에서부터 논문정리까지 쉽지 않은 연구 활동에 대해 굉장히 적극적으로 임해주어 항상 고맙게 생각하고 있습니다. 앞으로도 더 좋은 연구들을 함께 수행할 수 있으면 좋겠습니다. 저를 믿고 따라와 준 이승민, 이하은 학생에게 늘 고맙게 생각하고 있습니다!