노벨화학상 ‘리튬이온 배터리 개발’ 3명 공동수상

휴대전화와 노트북 등 소형 전자기기부터 전기자동차에 이르기까지 실생활에 널리 쓰이는 리튬이온배터리를 개발하고 발전시킨 과학자 3명이 올해 노벨화학상의 영예를 안았다. 스웨덴 왕립과학원 노벨위원회는 9일 존 구디너프 미국 텍사스대 교수, 스탠리 휘팅엄 빙엄턴 뉴욕주립대 교수, 아키라 요시노 일본 메이조대 교수 등 3명을 올해 노벨화학상 수상자로 선정했다고 발표했다.

노벨위원회는 “리튬이온배터리는 포터블 전자기기용 전원으로 전 세계에서 통신, 업무, 연구, 음악 감상과 지식탐구에 이르기까지 모든 분야에서 사용되고 있고, 장거리 운행이 가능한 전기차 개발과 태양광, 풍력 등 신재생에너지의 저장도 가능케 했다"면서 인류에 공헌한 연구 성과라고 평가했다.

노벨위원회에 따르면 리튬이온배터리의 기초는 1970년대 석유위기 때 마련됐다. 당시 휘팅엄 교수는 화석연료 없이 에너지를 생산하는 방법에 대한 연구를 진행했다. 그는 초전도체를 연구하다가 에너지가 아주 풍부한 소재를 발견했고, 이를 이용해 리튬배터리에 사용할 수 있는 혁신적인 양극재를 만들었다. 이황화타이타늄(TiS₂)이라는 이 소재는 층상 구조의 분자로 그 안에 리튬이온을 수용할 공간을 가지고 있다. 구디너프 교수는 리튬배터리의 양극재를 이황화타이타늄 대신 금속산화물로 만들면 성능이 훨씬 우수할 것이라고 예견하고 연구를 진행해 1980년대 리튬이온을 흡수할 수 있는 산화코발트 양극재를 개발했다. 그는 이 양극재를 사용해 4V의 전기를 생산할 수 있는 더 ‘강력한’ 배터리를 선보였다. 실험실 내 ‘연구’에 머물렀던 리튬이온 전지를 실생활로 끌어낸 연구자가 요시노 교수다. 그는 구디너프 교수가 개발한 양극재를 가지고 1985년 최초의 상업용 리튬이온배터리를 만들었다. 음극재로는 반응성이 큰 리튬 대신 탄소로 이루어진 석유코크스를 썼다. 현재도 리튬이온배터리의 음극재로는 탄소 소재가 사용되고 있다. 연합뉴스

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