개미집 처럼 연결 된 리튬 이온 전지용 소재 개발 - IT News 
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 개미집 처럼 연결 된 리튬 이온 전지용 소재 개발 
 국내 연구 진이 간단 한 공정 을 통해 계층 형 다공 구조 를 갖 는 무기질 산화물 을 합성 할 수 있 는 기술 을 개발 하 고 나아가 합성 한 산화물 을 사용 해 충 방전 속도 를 개선 한 리튬 이온 전지 를 구현 했 다 . 
 계층 형 다공 구조 ( hierarchically porous structures ) 란 마이크 로 기공 ( < 2 nm ) , 메조 기공 ( 2 ~ 50 nm ) , 매크로 기공 ( > 50 nm ) 중 에서 서로 다른 크기 의 기공 을 두 개 이상 동시 에 포함 하 는 다공 구조 . 표면적 이 넓 고 물질 전달 성능 이 뛰어나 촉매 의 담체 , 분리 적정 기술 , 에너지 저장 및 전환 장치 등 에 활용 하 기 위한 연구 가 활발 하 다 . 
 리튬 이온 전지 는 반복 해서 충 / 방전 을 할 수 있 는 이 차 전지 의 일종 으로 , 리튬 이온 의 삽입 / 탈리 에 의한 산화 / 환원 반응 을 통해 구동 되 는 이 차 전지 를 말 한다 . 
 포항 공대 화학 공학 과 이진우 교수 ( 교신 저자 ) , 황종국 박사 과정 연구원 ( 제 1 저자 ) 이 수행 한 이번 연구 결과 는 화학 분야 국제 학술지 저널 오브 디 어 메리 칸 케미컬 소사 이 어 티지 ( Journal of the American Chemical Society ) 온라인 판 10 월 22 일자 에 게재 되 었 다 . ( 논문 제목 : Direct Access to Hierarchically Porous Inorganic Oxide Materials with Three - Dimensionally Interconnected Networks ) 
 계층 형 다공성 실리카 의 매크로 구조 에 대해 나노 CT ( nanoscale X - ray computed tomography ) 를 사용 하 여 시각 화 한 이미지 
 서로 다른 크기 의 기공 을 갖 는 소재 는 큰 기공 을 통해 반응 물질 의 전달 이 원활히 이뤄질 수 있 고 작 은 크기 의 기공 을 통해 반응 이 일어나 는 표면적 을 넓힐 수 있 는 것 이 장점 이 다 . 
 반면 제각각 크기 의 주형 ( template ) 을 혼합 하 여 여러 크기 의 기공 을 만드 는 방식 이 어서 기공 구조 가 불 규칙 하 거나 합성 공정 이 매우 복잡 하 다는 것 이 단점 이 었 다 . 
 연구 팀 은 원료 물질 을 혼합 하 고 열처리 하 는 비교 적 간단 한 공정 을 통해 균일 한 수십 나노미터 메조 기공 구 조체 에 수백 나노미터 의 매크로 기공 이 분포 하 는 무기질 ( 실리카 , 티타늄 ) 산화물 을 합성 해냈 다 . 
 고온 에서 블록 공중 합체 가 열분해 되 면서 균일 한 메조 기공 을 형성 하 는 한편 서로 뭉쳐 있 던 유기물 이 분해 된 자리 에 는 3 차원 매크로 기공 이 형성 되 는 원리 를 이용 한 것 이 다 . 
 향후 촉매 , 에너지 저장 및 전환 장치 등 에 소재 로 응용 될 수 있 을 것 으로 기대 된다 . 
 나아가 합성 된 다공성 티타늄 산화물 을 음극 재로 적용 한 리튬 이온 전지 는 고속 충 방전 ( 3 분 ) 조건 에서 기존 티타늄 산화물 음극 재 에 비해 최대 7 배 이상 우수 한 용량 을 나타냈 다 . 
 연구 팀 은 “ 이 같 은 우수 한 출력 특성 은 마치 개미집 처럼 서로 연결 된 매크로 기공 을 통해 전해질 과 이온 의 빠른 전달 이 가능 해졌 기 때문 ” 이 라고 설명 했 다 . 
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