"리튬이온배터리, 선과 화학연료로부터 자유롭게 해" 올해 노벨 화학상은 리튬이온배터리의 발전에 기여한 3명의 화학자가 공동 수상했다.
9일(현지시간) 스웨덴 왕립과학원 노벨위원회는 존 굿이너프(97) 미국 텍사스대학교 교수와 스탠리 위팅엄(78) 미국 뉴욕주립대학교 빙엄턴캠퍼스 교수, 요시노 아키라(71) 일본 메이조대학교 교수에게 노벨 화학상을 수여한다고 발표했다.
1922년생으로 올해 97세인 굿이너프 교수는 이번 수상으로 역대 최고령 노벨상 수상자가 됐다.
리튬이온 배터리는 휴대폰, 노트북, 전기차, 태양열과 풍력 발전 등 다양한 분야에 사용되고 있다. 노벨위원회는 리튬이온배터리에 대한 이들의 연구가 무선 사회와 화석 연료를 사용하지 않는 사회의 기초를 닦았다고 평가했다.
리튬이온배터리의 기틀은 1970년대 석유파동 당시 마련됐다. 위팅엄 교수는 화석 연료 없이도 사용할 수 있는 에너지 기술을 만들기 위해 초전도체를 연구하는 과정에서 에너지가 매우 풍부한 물질을 발견했다. 이황화타이타늄으로 구성된 이 물질은 분자 수준에서 리튬 이온을 수용할 수 있는 공간을 가지고 있어 초창기 리튬배터리에 사용됐다.
양극을 부분적으로 리튬 금속으로 만든 초창기 리튬배터리는 2V의 전위차를 가졌다. 그러나 이 배터리는 리튬 금속의 반응성 때문에 실생활에서 사용하기에는 폭발 위험이 컸다.
굿이너프 교수는 음극의 금속황화물을 금속산화물로 교체하면 훨씬 더 큰 잠재력을 갖게 될 것이라고 예측했다. 1980년 그는 리튬이온을 흡수할 수 있는 산화코발트를 음극으로 이용하면 최대 4V의 전위차를 가질 수 있다는 것을 증명했다. 이로 인해 리튬배터리는 더 강력해졌다.
요시노 교수는 1985년 굿이너프 교수의 연구를 바탕으로 최초의 상업용 리튬이온 배터리를 만들었다. 그는 배터리의 양극으로 활성 리튬 대신 석유 코크스를 사용했다. 석유 코크스는 리튬 이온을 넣을 수 있는 탄소 물질이다. 그 결과 수백 번 충전해 사용할 수 있는 가벼운 건전지가 나왔다.
노벨상은 스웨덴의 발명가 알프레드 노벨의 유언에 따라 매년 인류의 복지에 공헌한 사람이나 단체에게 수여된다. 올해는 지난 7일 생리의학상을 시작으로 14일까지 총 6개 분야 수상자가 차례로 발표되고 있다.
분야별 수상자는 900만 크로나(약 10억9000만 원)의 상금과 노벨상 메달 및 증서를 받는다. 시상식은 노벨의 기일인 오는 12월 10일에 스웨덴 스톡홀름에서 열린다.
KPI뉴스 / 권라영 기자 ryk@kpinews.kr
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