‘꿈의 신소재’로 불리는 그래핀의 품질을 보다 쉽고 정확하게 평가할 수 있도록 국내 대학 연구진이 개발한 측정 기술이 국제표준으로 채택돼 우리나라 탄소소재 기술 경쟁력이 한층 높아질 전망이다.
한국탄소산업진흥원은 ‘표준 아이템 발굴 지원 사업’을 통해 발굴한 산화그래핀(GO) 환원도 측정법이 최근 국제전기기술위원회(IEC) 국제표준으로 공식 출판됐다고 2일 밝혔다.
이번 국제표준은 국민대학교 홍승현 교수와 한양대학교 정문석 교수가 공동 연구한 성과다. 산화그래핀(GO)과 환원된 산화그래핀(rGO)의 환원 정도를 자외선-가시광선(UV-Vis) 흡수분광법을 이용해 신속하고 일관성 있게 평가하는 시험방법을 담고 있다. 누구나 비교적 쉽게 그래핀의 환원도를 측정할 수 있어 연구 결과와 제품 품질을 객관적으로 비교·관리할 수 있다는 장점이 있다.
그래핀은 전기와 열을 잘 전달하는 대표적인 차세대 소재지만 제조 과정에서 산화되면 성능이 크게 떨어진다. 산소를 제거하는 ‘환원’ 정도에 따라 전기전도도와 열전도율 등이 달라지는 만큼 환원도를 정확히 측정하는 기술은 소재 품질을 결정하는 핵심 요소다.
특히 그래핀은 이차전지의 충·방전 성능 향상과 전자기기의 전력 효율 개선, 발열 제어 등에 활용되는 핵심 소재여서 객관적인 품질 평가 기준 마련이 상용화의 핵심 과제로 여겨져 왔다.
이번 국제표준은 기존의 고가 장비 대신 산업 현장에서 비교적 쉽게 활용할 수 있는 자외선-가시광선 흡수분광법을 적용해 빠르고 간편하게 환원도를 측정할 수 있도록 한 것이 특징이다. 이를 통해 소재 품질 관리의 효율성을 높이고 연구 기관과 기업 간 시험 결과의 비교·분석도 한층 쉬워질 것으로 기대된다.
프로젝트를 이끈 홍승현 교수는 “비싸고 복잡한 기존 장비 대신 산업 현장에서 널리 활용되는 측정법을 적용해 그래핀 소재의 품질을 보다 쉽고 빠르게 관리할 수 있게 됐다”며 “연구 기관과 기업 간 데이터 비교와 산업화에도 큰 도움이 될 것”이라고 말했다.
한국탄소산업진흥원은 2022년부터 2년간 연구팀의 표준 개발을 지원했고, 이를 바탕으로 산업통상자원부의 국가표준기술력향상사업에 선정되면서 국제표준 제정이라는 결실을 봤다.
김용만 한국탄소산업진흥원장은 “국내에서 발굴한 표준안이 세계 그래핀 시장의 기준으로 활용되게 돼 의미가 크다”며 “그래핀을 비롯한 탄소나노 소재 분야의 국제표준을 지속적으로 확보해 국내 기업의 국제 경쟁력 강화와 해외시장 진출을 적극 지원할 계획”이라고 말했다.