미 국립과학재단 서울대와 국제 연구협력 성공 사례 소개

황 폐기물에서 광학렌즈, 자동차 배터리 원료 개발

[사진=미 국립과학재단 ]

아주경제 워싱턴특파원 박요셉 기자 = 미 국립과학재단(NSF)은 최근 재단이 지원하고 있는 대표적인 국제 연구협력 사례로 서울대 화학생물공학부 차국헌, 성영은 교수 등이 참여하는 황 폐기물 이용 연구를 소개했다. 

NSF 웹사이트에 소개된 이 연구는 차 교수가 이끄는 서울대 연구팀과 제프 편 교수, 리차드 글래스 교수 등 미 애리조나 대학교 연구팀, 그리고 델라웨어 대학교 재료과학공학부 마이클 멕케이 교수 등이 참여하고 있다. NSF는 이 연구가 '지속 가능한 화학, 공학 및 재료(SusChEM) 프로그램'의 지원을 받아 진행 중이라고 밝혔다.

미국과 한국의 국제 연구팀은 황을 기반으로 만든 플라스틱을 가볍고 저렴한 전기 자동차용 배터리 원료로 이용하는 방법을 개발했다. 연구팀은 이미 장난감부터 렌즈에 이르기까지 다양한 제품에서 황 기반 플라스틱을 이용하는 방법을 개발했는데, 그동안 보다 광범위하고 새로운 수준의 이용 방법 개발을 계속해왔다. 

황은 석유를 정제하는 과정에서 연간 700만톤 이상 배출되기 때문에 가격은 저렴하지만 가공성이 좋지 않아 활용 가치가 낮은 것으로 지적된다. 황 폐기물을 이용하는 이른바 ‘황색 화학(Yellow Chemistry)' 연구를 계속해 온 연구팀은 지난 3월 황을 주원료로 하는 적외선 렌즈용 플라스틱 개발에 성공했다.

연구팀은 광학적 특성이 뛰어난 황에 유기물질을 첨가해 모양을 자유자재로 만들 수 있고 굴절률과 투과율이 뛰어난 광학소재를 개발했다고 밝혔다.

이번에 연구팀은 황을 이용해 보다 가볍고 저렴한 전기 자동차용 배터리를 개발했는데 이 배터리는 기존 배터리에 비해 4배에서 5배까지 충전능력이 우수한 것으로 알려졌다. 이러한 성능은 높은 굴절률과 우수한 중앙 적외선 투명성, 그리고 온도감지 센서 및 의료용 영상기기 등에 이용 가능한 정도로 뛰어난 황의 광학적 특성 덕분이다.

성공적인 국제 연구협력으로 개발된 황을 기반으로 한 플라스틱 물질'은 고용량 리튬이온 배터리나 고성능 적외선 광학렌즈에 사용될 수 있어 폐기물에서 고부가가치의 신소재를 발굴한 것으로 주목받고 있다.