이차전지 성능↑… UNIST 마스크 폐기물로 ‘탄소나노튜브’ 생산

안광진 교수팀 연구…배터리 도전재로 사용해 용량·수명향상

국내에서 마스크 폐기물을 첨단 물질로 가공해 배터리 성능을 향상시킬 수 있는 기술이 개발됐다. 폐플라스틱 재활용으로 환경을 보호하고 첨단 산업에 사용될 수 있는 핵심적인 기술로 발전할 것으로 기대된다.

UNIST(울산과학기술원)는 에너지화학공학과 안광진 교수팀이 마스크 폐기물로부터 탄소나노튜브를 생산하고, 리튬이온 배터리의 양극 도전재로 적용하는 공정을 개발했다고 18일 밝혔다.

열분해는 대표적인 화학적 재활용 방식 중 하나로, 폐플라스틱으로부터 열분해유와 탄화수소 가스를 생산하는 기술이다. 이 과정에서 생성된 메탄, 에틸렌, 프로필렌 등의 탄화수소 가스는 고부가가치 탄소 소재인 탄소나노튜브(CNT) 합성을 위한 원료로 이용된다. 탄소나노튜브는 우수한 열·전기 전도성 및 기계적 강도로 인해 다양한 산업 분야에 응용된다.

안광진 에너지화학공학과 교수는 “‘열분해’와 고온에서 탄화수소를 분해하는 ‘화학기상증착’ 두 가지 기술을 순차적으로 활용하면 폐플라스틱을 업사이클링해 첨단 소재인 탄소나노튜브를 생산할 수 있다”고 언급했다.

안 교수 연구팀은 향후 해당 공정에 대한 스케일 확장 및 산업적 구현 가능성을 파악하기 위해 경제성 및 환경성 평가를 수행할 계획이다.

연구 성과는 산업통상자원부의 소재부품기술개발-전략핵심소재자립화 기술개발 사업과 과학기술정보통신부 한국연구재단의 선도연구센터 집단연구과제(ERC)에서 연구비를 지원으로 수행됐다. 영국왕립화학회가 발간하는 화학·환경 분야의 국제적 저명지인 그린 케미스트리(Green Chemistry)에 표지(Outside Back Cover)에 소개됐다. 9월 11일 자 온라인으로 게재됐으며 해당 연구성과는 특허출원 됐다.

이번 연구는 UNIST 안광진 교수, 충남대학교 이경진 교수, 서울시립대학교 서명원 교수가 공동으로 진행했고, 한국에너지기술연구원 라호원 박사 연구팀, 한국탄소산업진흥원 박영수 박사 연구팀, 한국화학연구원 임지선 박사, ㈜제이오 강득주 대표가 참여해 기술적으로 지원했다.

[울산=뉴시스]