노벨 화학상 수상자 후보 2019년

노벨 화학상 수상자 후보 2019년

2019년 노벨 화학상 수상의 영예는 스마트폰과 노트북 등 무선 기기를 비롯해 전기차에 대중적으로 활용되고 있는 리튬이온 2차전지를 개발하는 데 공헌한 3명의 과학자에게 돌아갔답니다.

스웨덴 왕립과학원 노벨상위원회는 존 구디너프(97, John B. Goodenough) 미국 텍사스대학 교수와 스탠리 위팅엄(78, Stanley Whittingham) 미국 뉴욕주립대 빙햄턴 대학 교수, 요시노 아키라(71, Akira Yoshino) 일본 아사히 카세이 연구원 겸 메이조 대학 교수를 올해 노벨 화학상 수상자로 선정했다고 9일(현지시각) 밝혔습니다. 노벨상위원회는 “리튬이온 배터리는 휴대전화와 랩톱 컴퓨터, 전기차 등 현재 우리 삶에 활용되는 기기들의 혁명을 가져왔다”며 “수상자들의 공헌으로 무선 기기 시장을 열었고 화석 연료가 없는 사회를 가능케 해 태양광과 풍력 등 재생에너지를 저장할 수 있는 길을 텄다”고 밝혔답니다.

1970년대 스탠리 휘팅엄 교수는 초전도체를 연구하기 시작했고 전기에너지가 풍부한 리튬이온을 배터리로 활용하기 위해 양극으로 황화타이타늄(TiS2)을 이용한 전지를 개발했답니다. 당시 휘팅엄 교수가 황화타이타늄을 이용한 리튬이온배터리는 2볼트를 내는 데 불과했고 폭발할 가능성이 단점으로 제시됐습니다. 구디너프 교수는 산화물 계열의 물질을 활용해 2볼트에 불과한 전압 출력을 4볼트로 높이는 데 성공했답니다. 구디너프 교수는 리튬이온 배터리의 양극으로 ‘리튬코발트산화물’을 제안하는 논문을 1980년 발표했고, 이후 일본 기업 소니가 리튬코발트산화물을 양극으로 활용해 배터리를 만드는 데 기여했습니다.

요시노 아키라 교수는 1985년 세계 첫 상용 리튬 이온 배터리를 만들었답니다. 위팅엄 교수가 처음 개발한 리튬이온 배터리는 음극으로 리튬 금속을 활용했습니다. 리튬금속의 산화환원반응이 생기는 과정에서 물질이 그물처럼 퍼져나가는 구조(수지상 구조)가 생겨 전기가 통하지 않는 단락 현상이 발생하는 문제가 있었답니다. 요시노 교수는 음극으로 리튬금속을 쓰지 않는 대신 흑연을 음극으로 활용해 이 문제를 해결하고 리튬이온 배터리를 안정화하며 상용화에 성공했습니다.

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