300년 '네모' 굴레 벗은 '프러시안 블루'…배터리 전극에도 활용

작성일 09-05

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         <section dmcf-sid="VJmI0RTNRI">
          <figure class="figure_frm origin_fig" contents-hash="6daddc23b54c0fcedbe83d54ba395a8b7f3cb8c44e62814be167e6293a311fd9" dmcf-pid="fisCpeyjLO" dmcf-ptype="figure">
           <p class="link_figure"><img alt="조창신 배터리공학과·화학공학과 교수, 이상민 화학공학과 교수, 장승혜 배터리공학과 박사과정생. 포스텍 제공." class="thumb_g_article" data-org-src="https://t1.daumcdn.net/news/202509/05/dongascience/20250905105543118jhsx.jpg" data-org-width="680" dmcf-mid="2JsCpeyjRC" dmcf-mtype="image" height="auto" src="https://img2.daumcdn.net/thumb/R658x0.q70/?fname=https://t1.daumcdn.net/news/202509/05/dongascience/20250905105543118jhsx.jpg" width="658"></p>
           <figcaption class="txt_caption default_figure">
            조창신 배터리공학과·화학공학과 교수, 이상민 화학공학과 교수, 장승혜 배터리공학과 박사과정생. 포스텍 제공.
           </figcaption>
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          <p contents-hash="8d311b17935aed19db3a671dc4096d2ddd75f4382e597c54b8659f1df05bf6e6" dmcf-pid="4nOhUdWARs" dmcf-ptype="general">짙은 파란색 그림 물감으로 알려진 ‘프러시안 블루(Prussian Blue)’. 색깔 이름으로 친숙하지만 과학자들에게 프러시안 블루는 ‘결정체 물질’로 인식된다. 배터리 전극이나 환경 정화, 방사성 물질 제거까지 다양한 분야에서 활용되고 있다. </p>
          <p contents-hash="a71f2eb251496d453ea1c907eb95797ffa6d95542716f395fbe170c9d458b1ec" dmcf-pid="8LIluJYcnm" dmcf-ptype="general">프러시안 블루는 물에서 합성하면 반응 속도가 너무 빨라 항상 네모난 정육면체 모양(큐빅)으로만 만들어질 뿐 다른 모양을 얻기가 불가능했다. 모양이 한정돼 있어 300년 동안 다른 성질을 발견하거나 응용하기 어려웠다.</p>
          <p contents-hash="acbaebe59f8565ba27db101674e3ed335117be43443c165241e2aca13020f263" dmcf-pid="6NSyBoZwJr" dmcf-ptype="general">포스텍은 조창신 배터리공학과·화학공학과 교수와 이상민 화학공학과 교수 등 공동연구팀이 네모가 아닌 새로운 모양의 프러시안 블루를 합성하는 데 성공했다고 5일 밝혔다. 연구 성과는 국제학술지 ‘어드밴스드 펑셔널 머티리얼즈(Advanced Functional Materials)’에 게재됐다.</p>
          <p contents-hash="eb83fafdd76143d3a264f3c4bddfc58725cb0a27933cc6811247035f92a49111" dmcf-pid="PjvWbg5riw" dmcf-ptype="general">프러시안 블루는 규칙적으로 배열된 작은 입자 형태로 존재한다. 입자 겉면(결정면)은 방향에 따라 특성이 서로 다르다. 지금까지는 항상 똑같은 ‘네모난 정육면체’ 모양으로만 합성되다 보니 늘 같은 면만 바깥으로 드러났다. 다른 면의 성질을 확인하거나 활용할 기회가 거의 없었다.</p>
          <p contents-hash="287bffe783fc8f2877708ba3267d36e92a4549dd736cb12ace9a8575e2535112" dmcf-pid="QATYKa1miD" dmcf-ptype="general">연구팀은 '용매'에서 해답을 찾았다. 물 대신 점성이 높은 글리세롤을 사용하자 결정 성장 속도가 느려지고 작은 입자들이 다시 녹았다 자라는 과정을 반복하면서 팔면체(Octahedron) 모양으로 스스로 조립됐다. 여전히 파란색을 띠고 있지만 현미경으로 보면 네모에서 ‘보석 같은 여덟 면체’로 바뀌었다. </p>
          <p contents-hash="d1f41264d93d101db049e78a59c152ee079169c19ca22e79f879fbe810cf2bb7" dmcf-pid="xcyG9NtsRE" dmcf-ptype="general">팔면체 프러시안 블루를 나트륨 이온 커패시터 전극에 적용하자 표면적이 넓어져 반응성이 커지고 장기간 충전 및 방전에도 안정적인 성능을 보였다. 연구팀은 "단순히 모양만 달라졌을 뿐인데 전극 소재로서 성능이 확연히 좋아진 것"이라고 설명했다.</p>
          <p contents-hash="d095e6bf12785b80c671baddbc456d98d9cfc7d4993da5d7b641064fb33f2ec9" dmcf-pid="yuxes0o9nk" dmcf-ptype="general">연구팀은 "이번 연구는 특정 용매가 결정의 성장 방향과 속도를 바꿀 수 있다는 사실을 밝혀낸 성과"라며 "글리세롤뿐 아니라 다양한 유기 용매를 활용해 상상하지 못한 새로운 모양의 프러시안 블루를 설계할 수 있을 것으로 기대된다"고 덧붙였다.</p>
          <p contents-hash="b87f6292199c34b38d8ac68f8c78749e2ec9ad27492e7a917f36f5eec9bdce4a" dmcf-pid="W7MdOpg2dc" dmcf-ptype="general">조 교수는 “프러시안 블루가 단순한 파란 안료를 넘어 원하는 모양으로 자유롭게 설계할 수 있는 재료가 됐다”며 “배터리 같은 에너지 저장 장치부터 환경 정화까지 활용 범위가 크게 넓어질 것”이라고 말했다.</p>
          <p contents-hash="707eb6056f938f1bcafb6e026617a51479a3968a40a57443a6a69084fef3dffc" dmcf-pid="YzRJIUaVRA" dmcf-ptype="general"> &lt;참고 자료&gt;<br> - doi.org/10.1002/adfm.202508095</p>
          <p contents-hash="089d7fa0e34d4124fb01378781325cb21d19e7301e52ca4fd2f8ef97abc7f005" dmcf-pid="GqeiCuNfLj" dmcf-ptype="general">[정지영 기자 jjy2011@donga.com]</p>
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        <p class="" data-translation="true">Copyright © 동아사이언스. 무단전재 및 재배포 금지.</p>

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