우리 주변에서 자주 사용하고 있는 촛불의 검댕이가 전기자동차에 쓰이는 고성능 리튬이온 배터리(lithium ion battery)를 만들 수 있다.

탄소(carbon)는 그동안 소형 건전지 생산에 이용되어 왔으나, 대용량의 배터리에는 사용하지 못하는 단점이 있어 왔으나, 인도공과대학(IIT)의 연구자들은 전기자동차에 쓰이는 대형 배터리를 촛불 검댕이(candle soot)로 고성능 대형 배터리 전극을 만들 수 있음을 보여줘 그의 연구 결과의 실용화가 주목된다.

이 연구 결과는 국제전기화학회 학회지 ‘일렉트로키미카 악타(Electrochimica Acta)’에 실렸다.

연구자들은 탄소를 바탕으로 하는 배터리 전극 대체용 촛불 검댕이 기술을 알아냈다고 유피아이(UPI)통신이 7일(현지시각) 보도했다.

촛불 검댕이 전극은 에너지를 축적하고 전기의 흐름을 쉽게 할 수 있다는 사실을 알아냈다. 독특한 이 탄소 나노 입자(nanoparticles)가 촛불 화염 끝부분에서 가볍게 떠돌아다닌다는 사실이다.

소형 건전지에 쓰이는 탄소는 전도율(conductivity)이 좋지 않지만 촛불 검댕이는 대형 배터리에 사용하기에 적합한 밀도를 유지하는 특성이 있다. 연구자들은 이러한 검댕이 특성을 이용한 실험을 통해 고성능 전극 제작 가능성을 확인했다.

초가 탈 때 생성되는 작은 탄소 입자 배열과 모형이 인상적인 고성능의 전기적 특성을 보였다. 그러면서 촛불에서는 서로 다른 형태의 입자를 생성하고 있음도 알게 됐다.

연구자들은 촛불의 밑 부분과 중간 부분이 독특한 배열에 의한 나노 입자를 만들어 내고 있으며, 촛불이 보다 더 활활 타오를 때 불순물이 훨씬 적다는 사실도 파악됐다.

인도공과대학(IIT=Indian Institute of Technology)의 연구자들은 충방전싸이클(cyclic charge-discharge)이라 불리는 기술을 이용해 리튬 배터리 안의 촛불 검댕의 전위차를 실험했다. 이 같은 실험을 통해 대형 배터리에서 보다 큰 전위차를 확인할 수 있었다고 연구자들은 밝혔다.

또한 빠른 시간에도 방전이 되고 또 충전이 된다는 것도 발견했다. 실험 결과 충방전 비율이 매우 커 전기자동차용 리튬이온 배터리에 사용할 수 있음을 확인했다는 것이다.

인도공과대학의 재료과학자이자 논문을 이끈 찬드라 샤르마(Chandra Sharma)는 고성능을 보이는 이 물질은 상대적으로 생산하기가 용이하고 또 크기 조절도 쉽다는 장점이 있다면서 “일반적으로 촛불은 아주 간단한 것이며 새로운 것도 아니지만 잠재력이 있는 탄소 공급원이라는 사실을 발견할 수 있었다”고 덧붙였다.

이어 그는 “우리는 결과를 보고 매우 흥분했다”면서 “이 방법에 접근이 용이할 뿐만이 아니라 비용도 최소화할 수 있어, 보다 저렴한 배터리 생산이 가능해 질 것”이라며 큰 기대를 나타냈다.