‘EFG(Edge Functionalized Graphene)’ 기술은 흑연의 가장자리에만 선택적으로 쐐기 분자를 결합해 그래핀에 결함을 주지 않고 박리해내는 방법이다. 기존 그래핀 화학적 합성 방법의 단점을 극복한 UNIST 그래핀 연구센터의 대표 연구 성과다.
현재 그래핀 제조 방법은 기계적 박리법, 에피텍시얼 성장법, 화학기상증착법, 화학적 방법 크게 네 가지로 구분된다. 이 중 기계적 박리법과 에피텍시얼 성장법, 화학적기상증착법 세가지는 각각의 기술적 문제로 인해 상업적 생산이 어려운 수준이다.
화학적 방법은 그래핀을 대량으로 합성할 수 있는 유일한 방법으로 알려져 있다. 가장 일반적이고 전통적인 화학적 제조법은 흑연을 황산이나 질산 같은 강한 산성용액과 강산화제를 이용해 산화흑연(graphite oxide)으로 만든 후 박리시켜 산화 그래핀을 제조하는 것이다.
하지만 이 방법 또한 산화 후 환원 과정에서 그래핀이 원래 구조로 100% 돌아오지 못한다는 단점을 안고 있다. 이 방법으로 합성한 그래핀은 물성이 기계적 박리에 의한 순수 그래핀에 비해 떨어진다.
EFG 기술은 화학적으로 성질이 변하거나 순수 그래핀에 비해 물성이 떨어지는 다른 화학적 제조방법과 달리 그래핀 내부 표면에 손상을 주지 않고, 본래의 특성을 유지하면서 양산할 수 있다. 이것이 가장 큰 장점이다.
센터는 EFG 기술을 개발해 대량의 그래핀 시트를 박리해냈다. 여기에 질소를 도핑시켜 필름 형태로 만들었다. 이 필름을 연료전지 전극에 적용한 전기화학적 촉매 실험도 완료했다.
센터 측은 “조만간 상용화한다면 기존 시장에 미치는 영향이 엄청날 것”이라고 말했다.
