성균관대 양우석 교수, 황화물 소재 내 양이온 무질서도 제어 신기술 개발

[서울=뉴시스]박지은 인턴 기자 = 성균관대 화학공학·고분자공학부 양우석 교수 연구팀(제1저자 하늘 석박통합과정생)은 용액 화학을 기반으로 한 양이온 무질서(Cation disorder, 다중 양이온 시스템에서 양이온이 무작위로 분포하는 현상)도를 제어하는 기술 개발에 성공했다고 24일 밝혔다.

최근 다양한 재료의 물성을 개선하기 위한 연구가 진행되고 있다.

특히 재료 내 양이온의 배열을 제어해 재료 물성을 변화시키는 양이온 무질서도 제어(Cation disorder engineering) 기술은 배터리와 태양전지 등을 비롯한 여러 응용 분야에서 재료의 물성을 향상하는 새로운 기술로 주목받고 있다.

양우석 성균관대 교수는 열처리 온도에 의존하던 기존 기술에서 벗어나 용액 내 구성 원소 간 화학적 상호작용 변화를 통해 다성분계 황화물 소재 내 양이온 무질서도를 제어할 수 있는 완전히 새로운 기술을 학계에 보고했다.

양 교수 연구팀은 다이싸이오카바메이트(Dithiocarbamate, DTC) 작용기를 가진 착화제와 금속 양이온 사이의 배위 정도에 따른 양이온 무질서도의 상관관계를 분석하고 규명했다.

해당 제어 기술을 통해 제작된 실버비스무트설파이드(AgBiS2) 박막의 광학적 특성을 크게 개선했으며 광반응기 소자의 성능 평가 결과 약 4배 이상의 광전기적 성능 향상을 확인했다.

양 교수는 "완전히 새로운 이번 양이온 무질서도 제어 기술의 개발은 기존 소재의 물성을 획기적으로 개선하는 재료과학의 새로운 패러다임을 제시할 것으로 기대된다"며 "이와 같은 소재 기술은 앞으로 초고효율 태양전지, 초고에너지밀도 배터리 등 다양한 응용 분야에 적용할 수 있을 것으로 전망된다"고 설명했다.

연구팀의 이번 연구는 그 성과를 인정받아 재료 분야 최고 권위 국제학술지인 어드밴스드 에너지 머티리얼즈(Advanced Energy Materials, IF:27.8)에 지난 8일자 온라인 게재됐다.


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