황 폐기물을 이용한 그래핀 제조 공정 모식도
황 폐기물을 이용한 그래핀 제조 공정 모식도

최근 한국과학기술연구원(KAIST) 탄소융합소재연구센터 유남호 박사 연구팀이 황 폐기물을 이용한 그래핀 제조 공정을 개발해 화제가 되고 있다.

황 폐기물은 석유 정제과정에서 다량으로 발생하는데, 처리 방법도 마땅치 않은데다가 산소와 결합해 황산화물을 만들고 대기 중 수분과 결합해 산성비를 유발하기도 한다.

연구진은 흑연을 산화시키고 다시 환원시켜 그래핀을 만드는 과정에서 산화된 흑연을 녹은 황에 넣어 황이 도핑된 환원 그래핀을 만드는데 성공했다. 황을 흑연 환원을 위한 환원제로 사용한 것이다. 그래핀을 만들고 남은 황은 재사용 및 회수가 가능하다.

이렇게 만들어진 그래핀은 중금속 흡착 능력이 우수했다. 실제로 수용액 상태에서 중금속인 수은 이온을 94%이상 흡착해 제거할 수 있었다. 복합소재 제조시 기존의 소재보다 150%이상 강도가 향상되었고 제조할 때 발생하는 유해가스의 차단도 95%이상 높아졌다.

연구팀은 이번에 개발된 황 환원 그래핀이 중금속 제거 필터, 자동차 및 항공용 부품소재, 전자기기 부품, 에너지 저장용 배터리 제품의 개발에 이용될 수 있을 것이라고 기대했다.

연구결과는 소재 분야 국제저널(Composites Part B: Engineering')에 게재됐다.

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