노벨화학상,`리튬이온배터리 개발` 美·英·日 과학자 선정

충전 가능한 세계 창조, 석탄연료 없는 사회 구현 공로

2019년도 노벨화학상은 리튬이온배터리를 개발한 3명의 미국·영국·일본 과학자에게 돌아갔다.

스웨덴 왕립과학원 노벨상위원회는 9일(현지시간) 올해 노벨 화학상 수상자로 존 구디너프 미국 텍사스 오스틴대 교수(97), 스탠리 휘팅엄 미국 빙엄턴대 교수(78), 요시노 아키라 일본 메이조대 교수(71)를 선정했다고 밝혔다. 노벨상위원회는 "노벨 화학상 수상자들은 '충전 가능한 세계'를 창조했다"며 "가볍고 충전이 가능하며 출력이 높은 리튬이온배터리는 휴대폰부터 컴퓨터, 전기 이동수단에 이르기까지 다양한 기기에 활용되고 있을 뿐만 아니라 '석탄연료 없는 사회'를 구현하기 위한 태양광과 풍력 등 재생에너지로 생산한 많은 전력을 저장할 수도 있다"고 평가했다.

리튬이온배터리는 2차전지의 일종으로 방전 시에는 리튬이온이 음극에서 양극으로 이동했다가 충전 시에는 다시 리튬이온이 양극에서 음극으로 돌아와 충·방전을 통해 반복 재사용이 가능한 배터리다. 이덕환 서강대 화학과 명예교수는 "리튬은 가장 가벼운 금속원소인 데다 특히 리튬이온배터리는 반응성이 높은 리튬 금속 대신 흑연을 음극재의 활물질로 사용하기 때문에 폭발 위험이 적어 상대적으로 기존 배터리보다 훨씬 안전하다"고 설명했다.

1970년대 휘팅엄 교수는 화석연료를 대체할 에너지원을 찾기 위해 초전도체를 연구하는 과정에서 리튬이온을 배터리의 음극으로 활용할 수 있다는 사실을 처음 밝혀냈다. 하지만 당시에는 이황화 타이타늄(TiS2)으로 리튬이온배터리를 만들 수 있는 최대 출력은 2V 수준으로 낮았다. 이는 전구 하나를 켤 수 있는 수준이었다. 구디너프 교수는 황화물 대신 산화물을 쓰면 출력을 2배 이상 높일 수 있다는 것을 입증해 리튬이온배터리 상용화의 토대를 닦았다. 그는 리튬이온배터리에 사용할 수 있는 '양극물질'을 최초로 개발했으며 이후 요시노 교수는 1985년 최초의 상용 리튬이온배터리를 개발해 리튬이온배터리의 실용화를 이끌어냈다는 평가를 받고 있다.

2006년부터 2010년까지 구디너프 교수와 미국에서 함께 연구했던 김영식 울산과학기술원(UNIST) 에너지및화학공학부 교수는 "호기심이 왕성했을 뿐 아니라 실험실에서 자신이 하는 연구가 사회에 어떻게 기여할 수 있는가를 항상 고민했다"고 말했다.

노벨 화학상 상금 900만스웨덴크로나(약 11억원)는 세 명의 교수가 나눠 갖는다. 9일 화학상을 끝으로 2019년도 노벨과학상 수상자가 모두 발표됐다. 올해 수상자에 일본인 과학자가 이름을 올리면서 노벨과학상을 받은 일본 출신의 과학자는 총 24명(일본 국적은 22명)으로 늘어났다.

미디어 팀 =skcy21@ccnewsland.co.kr