°­±â¼® ȸ¿ø (¼­¿ï´ë) ¿¬±¸ÆÀ, Post-¸®Æ¬ ÀÌÂ÷ÀüÁö °³¹ß
±Ø¹Ì¼¼ ±â°ø Á¦¾î ºÐ¸®¸· °³¹ß·Î À¯±â¹èÅ͸® ±¸Çö ¾Õ´ç°Ü
°í¿¡³ÊÁö ¹Ðµµ ÇÊ¿äÇÑ Àü±âÀÚµ¿Â÷ µî¿¡ È°¿ë °¡´É¼º
 
¡ã (¿ÞÂʺÎÅÍ) ¼­¿ï´ë °ø´ë Àç·á°øÇкΠ°­±â¼® ±³¼ö, °øµ¿1ÀúÀÚÀÎ Songyan Bai ¿¬±¸¿ø°ú ±èº´ÈÆ ¿¬±¸¿ø
 
¿ì¸® ÇÐȸ À¶ÇÕÀç·á°úÇкаú ºÎÀ§¿øÀåÀÎ ¼­¿ï´ëÇб³ Àç·á°øÇкΠ°­±â¼® ±³¼ö ¿¬±¸ÆÀÀÌ Post-¸®Æ¬ ÀÌÂ÷ÀüÁö¸¦ °³¹ßÇØ ÇаèÀÇ Å« ÁÖ¸ñÀ» ¹Þ°í ÀÖ´Ù.
 
Áö¼Ó°¡´ÉÇÑ Àç»ý¿¡³ÊÁöÀÇ ¼ö¿ä°¡ ±ÞÁõÇϸ鼭 »ý»êÇÑ Àç»ý¿¡³ÊÁö¸¦ ÀúÀåÇÏ´Â ¿¡³ÊÁö ÀúÀå ½Ã½ºÅÛ(ESS)À» ¹ßÀü½ÃÅ°´Â °ÍÀÌ ¼¼°èÀûÀÎ È­µÎ·Î ¶°¿Ã¶ú´Ù. ¸®Æ¬ ÀÌÂ÷ÀüÁö´Â ¿¡³ÊÁö ÃæÀü°úÁ¤°ú ÀúÀåÇÑ ¿¡³ÊÁö¸¦ »ç¿ëÇÏ´Â ¹æÀü°úÁ¤À» ¹Ýº¹ÀûÀ¸·Î »ç¿ëÇÒ ¼ö ÀÖ°í, ³ôÀº ¿¡³ÊÁö ¹Ðµµ¸¦ °¡Á® ESS·Î ¸¹ÀÌ »ç¿ëµÇ°í ÀÖ´Ù.
 
À̹ø ¿¬±¸´Â Â÷¼¼´ë ¹èÅ͸® ¼ÒÀç·Î ÁÖ¸ñ¹Þ´Â À¯±â¹° ÀÌÂ÷ÀüÁö*1ÀÇ ¼ö¸íÀúÇÏ ¹®Á¦¸¦ ±Øº¹ÇÒ ¹æ¹ýÀ» °³¹ßÇÑ °ÍÀ¸·Î ÃßÈÄ »ó¿ëÈ­ °¡´É¼ºÀ» Å©°Ô ³ôÀÎ °á°ú´Ù. °í¿¡³ÊÁö ¹Ðµµ°¡ ÇÊ¿äÇÑ Àü±âÀÚµ¿Â÷¸¦ ºñ·ÔÇØ ¿¡³ÊÁö ÀúÀå ½Ã½ºÅÛ(ESS, Energy Storage System) µî¿¡ È°¿ëÇÒ ¼ö ÀÖÀ¸¸ç Àå±âÀûÀ¸·Î´Â ÀüÀ̱ݼÓ*2 ±â¹ÝÀÇ Çö ¾ç±Ø¼ÒÀ縦 ´ëüÇÒ ¼ö ÀÖ´Ù.
 
À¯±â¹° ÀÌÂ÷ÀüÁö´Â ÀÚ¿ø ȹµæÀÌ ¿ëÀÌÇÏ°í Àú·ÅÇØ ÀüÀ̱ݼÓÀ» ´ëüÇÒ ´ë¾ÈÀ¸·Î °¢±¤¹Þ°í Àִµ¥ ¼ö¸í ÀúÇÏ À̽´°¡ °É¸²µ¹·Î ÀÛ¿ëÇÏ°í ÀÖ¾ú´Ù. ¿¬±¸ÆÀÀº ¼ö¸íÀúÇÏÀÇ ±Ùº»ÀûÀÎ ÀÌÀ¯°¡ ¡®¿ëÇØµÈ À¯±â¹° Àü±ØºÐÀÚ°¡ ¹Ý´ëÆí À½±Ø±îÁö À̵¿ÇÏ´Â Çö»ó(¼ÅƲ Çö»ó) ¶§¹®¡¯À̶ó´Â °ÍÀ» ¹àÇû´Ù.
 
ÀÌ·¯ÇÑ ¼ÅƲÇö»óÀ» ¾ïÁ¦Çϱâ À§ÇÏ¿© ÀüÁö ³»¿¡ ¸®Æ¬ À̿°ú ÀüÇØÁú ºÐÀÚ´Â Åë°úÇϸ鼭 À¯±â¹° Àü±Ø ºÐÀÚ À̵¿Àº °¡·Î¸·À» ¼ö ÀÖ´Â ±Ø¹Ì¼¼ ±â°øÀÌ Á¦¾îµÈ ºÐ¸®¸·À» °³¹ßÇÏ¿´´Ù. À̸¦ ¾ç±Ø°ú À½±Ø »çÀÌ¿¡ µµÀÔÇÔÀ¸·Î½á À¯±â¹° ÀÌÂ÷ÀüÁöÀÇ ¼ö¸íƯ¼ºÀ» ºñ¾àÀûÀ¸·Î Çâ»ó½ÃÅ°´Â µ¥ ¼º°øÇÏ¿´´Ù.
 
¿¬±¸ÆÀÀº ±Ý¼ÓÀ¯±â±¸Á¶Ã¼(MOFs)¶ó´Â ¼ÒÀç°¡ °ÝÀÚ±¸Á¶ ³»ºÎ¿¡ ±ÕÀÏÇÏ°í ±ÔÄ¢ÀûÀ¸·Î ¼ö¸¹Àº ±¸¸ÛµéÀÌ Á¸ÀçÇϸç MOFsÀÇ ±¸¼º¿ä¼ÒÀÎ ±Ý¼Ó´ÜÀ§¿Í À¯±â¹°´ÜÀ§¸¦ ÀûÀýÇÏ°Ô ¼±ÅÃÇÏ°í Á¶ÇÕÇÏ¸é ¼­ºê ³ª³ë¹ÌÅÍ ¼öÁØ¿¡¼­ ±¸¸ÛÀÇ Å©±â¸¦ ¿øÇÏ´Â ´ë·Î Á¶ÀýÇÒ ¼ö ÀÖ´Ù´Â Á¡¿¡ Âø¾ÈÇÏ¿´´Ù.
 
ºÐ¸®¸·ÀÇ ³ª³ë°øÁ¤À» ÅëÇÏ¿© ÀüÇØÁú ¿° ºÐÀÚµéÀº Åë°ú½ÃÅ°¸é¼­ À¯±â¹° Àü±Ø ºÐÀÚµéÀÇ À̵¿Àº ¾ïÁ¦ÇÒ ¼ö ÀÖ´Â MOFs ºÐ¸®¸·(zeolite imidazole framework-8(ZIF-8))À» ¸¸µé¾î³Â´Ù. MOFs ºÐ¸®¸·À» µµÀÔÇÑ °á°ú 2,000¹øÀÇ Àå±â°£ ÃæÀü ¹æÀü »çÀÌŬ ÈÄ¿¡µµ Àü±ØÀÇ ¿ë·®ÀÌ 80 % ÀÌ»ó À¯ÁöµÇ´Â °ÍÀ» È®ÀÎÇÏ¿´´Ù. ÀÌ´Â ¿ë·®ÀÌ ¼ö¹é »çÀÌŬ À̳»¿¡ Àý¹Ý ÀÌÇÏ·Î ¶³¾îÁö´Â Áö±Ý±îÁö º¸°íµÈ ÀϹÝÀûÀÎ À¯±â¹° ÀÌÂ÷ÀüÁö¿¡ ºñÇØ ºñ¾àÀûÀ¸·Î ¹ßÀüµÈ ¿ì¼öÇÑ ¼º´ÉÀ¸·Î ½Å ºÐ¸®¸· ±â¹Ý À¯±â¹° ÀüÁöÀÇ ¿ì¼öÇÑ ¿¡³ÊÁö È¿À² ¹× ¼ö¸íƯ¼ºÀÌ °¡´ÉÇÔÀ» º¸¿©ÁÖ¾ú´Ù.
 
À¯±â¹° Àü±Ø¼ÒÀç´Â ÇÙ½É ±¸¼º¿ø¼Ò°¡ ź¼Ò, ¼ö¼Ò, »ê¼ÒÀÌ°í biomass¸¦ ÅëÇØ ½±°Ô ¾òÀ» ¼öµµ Àֱ⠶§¹®¿¡, ÀÚ¿øÀÇ È¹µæ¿¡ ´ëÇÑ ¹®Á¦Á¡µéÀÌ »ó´çÈ÷ ÁÙ¾îµé°Ô µÈ´Ù. ¾ÆÁÖ Á¦ÇÑÀûÀÎ ¾çÀÇ ÀüÀ̱ݼÓÀ» Æ÷ÇÔÇϱ⠶§¹®¿¡ Àü±¸Ã¼ÀÇ °¡°ÝÀÌ ¸Å¿ì Àú·ÅÇÏ°í, °øÁ¤ °³¹ß¿¡ µû¶ó »ý»ê °¡°ÝÀ» Á¶ÀýÇÒ ¼ö ÀÖ¾î »ý»ê°¡°ÝÀ» ³·Ãߴµ¥µµ ¸Å¿ì ¿ëÀÌÇÏ´Ù.
 
ģȯ°æÀûÀÌ°í °ªÀÌ Àú·ÅÇÑ À¯±â¹° Àü±Ø¼ÒÀç´Â ¸Å¿ì Áß¿äÇÑ ´ë¾ÈÀ̸ç, ÀÌ·¯ÇÑ »õ·Î¿î °³³äÀÇ Ä£È¯°æ ¾ç±Ø¼ÒÀçÀÇ °¡Àå Å« ±â¼úÀû ³­Á¦¸¦ ÇØ°áÇÑ °ÍÀº Å« ÀÇ¹Ì¿Í ÆıÞÀ» °®´Â´Ù.
 
°­±â¼® ±³¼ö´Â ¡°±Ø¹Ì¼¼ ±â°ø Á¦¾î ºÐ¸®¸· ¼ÒÀçÀÇ ¼º°øÀûÀÎ °³¹ß°ú °¡´É¼ºÀº À¯±â¹° ÀÌÂ÷ÀüÁöµµ Àå±â »çÀÌŬ µ¿¾È ÃæÀü¡¤¹æÀüÀÌ °¡´ÉÇÑ ¿¡³ÊÁö ÀúÀåÀåÄ¡·Î °³¹ßµÉ ¼ö ÀÖÀ½À» È®ÀÎÇß´Ù´Â Á¡¿¡¼­ °í¹«ÀûÀ̸ç Â÷¼¼´ë ¼ÒÀç·Î¼­ ÃßÈÄ »ó¿ëÈ­ÀÇ ¹ßÆÇÀ» ³õ¾Æ ÁÙ ¿ì¼öÇÑ ¿¬±¸ °á°ú¡±¶ó°í ¹àÇû´Ù.
 
À̹ø ¿¬±¸´Â °úÇбâ¼úÁ¤º¸Åë½ÅºÎ·Çѱ¹¿¬±¸Àç´ÜÀÇ ¹Ì·¡¼ÒÀçµð½ºÄ¿¹ö¸®»ç¾÷ÀÇ Áö¿øÀ¸·Î ¼öÇàµÇ¾úÀ¸¸ç, ¿¬±¸°á°ú´Â ±¹Á¦ÇмúÁö ³×ÀÌó ³ª³ëÅ×Å©³î·ÎÁö(Nature Nanotechnology)¿¡ 11¿ù 2ÀÏ °ÔÀçµÇ¾ú´Ù.


¡ã ±×¸²1. MOFs ºÐ¸®¸· °øÁ¤À» ÅëÇÑ À¯±â¹° Àü±Ø À̵¿ÀÇ ¼±ÅÃÀû Á¦¾î
(a) ±Ý¼Ó ´ÜÀ§¿Í À¯±â¹° ´ÜÀ§°¡ °áÇÕÇÏ¿©, ³ª³ë ¼öÁØÀÇ À̵¿Åë·Î¸¦ °¡Áø MOFs ºÐ¸®¸·À» °í¾ÈÇÏ°í ÇÕ¼ºÇÏ¿´´Ù. Á¹ °Ö °øÁ¤À» µµÀÔÇÏ¿© ±¸¸ÛÀÌ ±ÕÀÏÇÏ°í, ¹Ðµµ°¡ ³ôÀ¸¸é¼­, ³»Ãæ°Ý¼ºÀÌ °­ÇÑ MOFs¸¦ ÇÕ¼ºÇϴµ¥ ¼º°øÇÏ¿´´Ù.
(b) °í¾ÈµÈ MOFs ºÐ¸®¸·ÀÇ ±¸¸ÛÀº Å©±â°¡ Å« À¯±â¹° Àü±Ø ºÐÀÚº¸´Ù´Â ÀÛ°í, Å©±â°¡ ÀÛÀº ÀüÇØÁú ¿°¿¡ ÇØ´çÇÏ´Â ºÐÀڵ麸´Ù´Â Å©´Ù. µû¶ó¼­ ÃæÀü¡¤¹æÀü¿¡ ÇÊ¿äÇÑ ºÐÀÚµéÀÇ À̵¿Àº Çã¿ëÇϸ鼭, ¿ëÇØµÈ À¯±â¹° Àü±ØÀÌ ´Ù¸¥ Àü±ØÀ¸·Î À̵¿ÇÏ´Â °ÍÀº ¸·À» ¼ö ÀÖ´Ù.


±×¸²2. MOFs ºÐ¸®¸· µµÀÔÀ» ÅëÇÑ, À¯±â¹° ÀÌÂ÷ÀüÁö ¼º´ÉÀÇ È¹±âÀûÀÎ Çâ»ó.
(a) (ÁÂ)Á¦ÀÛÇÑ MOFs ºÐ¸®¸·À» À¯±â¹° ÀÌÂ÷ÀüÁö¿¡ µµÀÔÇÑ °á°ú, ÀüÁöÀÇ ¼ö¸íƯ¼ºÀÌ È¹±âÀûÀ¸·Î Çâ»óµÇ¾ú´Ù. ±âÁ¸ ºÐ¸®¸·À» ¾´ °æ¿ì, 60 »çÀÌŬ À̳»¿¡ ÀüÁö¿ë·®ÀÌ Àý¹Ý ÀÌÇÏ(~43.0%)·Î °¨¼ÒÇÏ´Â µ¥ ¹ÝÇØ, ½Å MOFs ºÐ¸®¸·À» µµÀÔÇϸé 100 »çÀÌŬ µ¿¾È ÀüÁö¿ë·®ÀÇ ~82.0%°¡ º¸Á¸µÇ´Â °ÍÀ» È®ÀÎÇÏ¿´´Ù. (¿ì) ÃæÀü¡¤¹æÀüÀ» ¹Ýº¹ÇÑ ÈÄ À½±ØÀÇ Ç¥¸éÀ» °üÂûÇÏ¸é ±âÁ¸ ºÐ¸®¸·À» »ç¿ëÇÑ °æ¿ì À̵¿ÇØ¿Â À¯±â¹° Àü±Ø ºÐÀÚ¿Í À½±ØÀÇ ¹ÝÀÀÀ¸·Î Ç¥¸é ÀÔÀÚ°¡ ºÒ±ÕÀÏÇÑ °ÍÀ» È®ÀÎÇÏ¿´´Ù. ¹Ý¸é MOFs ºÐ¸®¸·À» µµÀÔÇÑ °æ¿ì À¯±â¹° Àü±Ø ºÐÀÚÀÇ À̵¿ÀÌ ¾ïÁ¦µÇ¾î ±ú²ýÇÑ À½±Ø Ç¥¸éÀÌ À¯ÁöµÇ¾ú´Ù.
(b) Á¦ÀÛÇÑ MOFsºÐ¸®¸·À» µµÀÔÇÑ °æ¿ì 2000¹øÀÇ ÀåÁÖ±â ÃæÀü¡¤¹æÀü »çÀÌŬ ÀÌÈÄ¿¡µµ ´ëºÎºÐÀÇ ÀüÁö ¿ë·®(~82.9%)ÀÌ º¸Á¸µÇ´Â °ÍÀ» È®ÀÎÇÏ¿´´Ù. À̶§ »çÀÌŬ ´ç ¿ë·® °¨¼Ò´Â 0.008% ¹Û¿¡ µÇÁö ¾ÊÀ¸¸ç À¯±â¹° ÀÌÂ÷ÀüÁö¿¡¼­µµ ÀåÁÖ±â ÃæÀü¡¤¹æÀüÀÌ °¡´ÉÇÏ´Ù´Â °ÍÀ» º¸¿©ÁÖ´Â ³î¶ó¿î °á°ú´Ù.
 
¡á ¹®ÀÇ
 
¡á ¿ë¾î¼³¸í
1. À¯±â¹° ÀÌÂ÷ÀüÁö : ¾ç±Ø ¼ÒÀç°¡ »êȭȯ¿øÀÌ °¡´ÉÇÑ À¯±â ºÐÀÚ·Î ±¸¼ºµÈ ÀÌÂ÷ÀüÁö.
2. ÀüÀ̱ݼÓ: ÁÖ±âÀ²Ç¥¿¡¼­ 4~7 ÁÖ±â, 3~12 Á·¿¡ ÇØ´çÇÏ´Â ±Ý¼Ó ¿ø¼Ò. »êȭȯ¿øÀÌ ¿ëÀÌÇÏ´Ù.

¡á ³í¹®Á¤º¸
*Á¦¸ñ: Permselective Metal-Organic Framework Gel Membrane Enables Long-Life Cycling of Rechargeable Organic Batteries
 
-Ãâó: ¼­¿ï´ë ¿¬±¸¼º°ú