충전시대 연 리튬이온전지 개척자들 노벨화학상

2019년 노벨화학상은 리튬이온전지를 연구한 미국 과학자 2명과 일본 과학자 1명에게 돌아갔다.

스웨덴 왕립과학아카데미 노벨위원회는 9일(현지시간) 올해 노벨화학상 수상자로 독일계 존 구디너프(97) 미국 텍사스 오스틴대 교수와 영국계 스탠리 휘팅엄(78) 빙엄턴 뉴욕주립대 교수, 요시노 아키라(71) 일본 메이조대 교수가 선정됐다고 밝혔다. 노벨위원회는 “이번 수상자들은 현재 2차전지 중 대부분을 차지하고 있는 리튬이온전지를 개발해 화석연료로부터 자유로운 사회로 한발 다가서는 데 기여했다”고 평가했다.

2차전지는 건전지처럼 한 번 쓰고 버리는 1차전지와 달리 충전과 방전을 거듭하며 사용 가능하다는 장점이 있다. 여러 종류의 2차전지가 있지만 현재 상용화된 것 중에서 가장 성능이 우수한 전지가 바로 리튬이온전지다. 휴대성이 강조되는 스마트폰, 노트북 같은 제품은 물론 대용량 저장이 가능하기 때문에 전력저장장치인 ESS까지 활용되고 있다. 더군다나 리튬이온전지는 이산화탄소 배출 규제와 화석연료 고갈 등에 대비할 수 있는 강력한 에너지 장치로 주목받고 있다.

이번에 수상자로 선정된 3인은 리튬이온전지 개발과 발전의 역사 그 자체라는 평가를 받고 있다. 휘팅엄 교수는 엑슨사와 함께 1970년대 처음으로 리튬이온전지를 제안했고 이후 구디너프 교수가 이끄는 연구팀이 리튬이온전지의 새로운 양극(+) 물질을 개발함으로써 1991년 소니에 의해 최초로 상업화된 리튬이온전지가 나오게 됐다.

화학기업인 아사히카세이의 명예연구원이기도 한 요시노 교수는 흑연 같은 일정한 결정구조를 가진 탄소성 물질이 리튬이온전지에서 음극재로 적합하다는 것을 발견함으로써 리튬이온전지의 폭발성을 눈에 띄게 줄이는 데 기여했다.

이덕환 서강대 화학과 명예교수는 “2차전지로 활용되기 위해서는 가벼워야 하고 전기 효율이 높아야 하는데 원자번호 3번으로 가장 가벼운 금속인 리튬을 이용한 리튬이온배터리는 두 가지 측면에서 굉장히 큰 장점을 갖고 있다”며 “이보다 더 좋은 2차전지를 현재로서는 상상하기 어려운 상황”이라고 설명했다.

이번 노벨화학상 수상자들은 여러 가지 기록을 남기게 됐다. 요시노 교수가 노벨화학상을 수상함에 따라 일본은 총 24명의 노벨과학상 수상자를 보유하게 됐다. 또 구디너프 교수는 역대 노벨과학상 수상자 중 최고령자가 됐다. 지금까지 노벨과학상 수상자 중 최고령자는 지난해 노벨물리학상을 받은 아서 애슈킨 교수로 당시 96세였다.

이번 노벨화학상 수상자들에게는 상금 900만 스웨덴크로나(약 10억 9791만원)가 주어지며 각각 300만 스웨덴크로나를 받게 된다. 이로써 올해 노벨과학상 수상자 발표는 끝나고 10일 문학상, 11일 평화상, 14일 경제학상 수상자가 발표된다.

유용하 기자 edmondy@seoul.co.kr