올해 노벨화학상은 존 구디너프(미국·97)와 스탠리 휘팅엄(영국·78), 요시노 아키라(吉野彰·일본·71) 등 3명의 화학자가 공동 수상했다. 이들은 휴대전화와 노트북 배터리 등에 쓰이는 리튬이온 배터리의 발전에 기여한 공로를 인정받았다.
스웨덴 왕립과학원 노벨위원회는 9일(현지시간) 기자회견을 열고 리튬이온 배터리의 발전에 기여한 이들 연구자 3명을 2019년 노벨화학상 수상자로 선정했다고 밝혔다. 왕립과학원은 “가볍고 재충전 가능하며 강력한 리튬이온 배터리는 휴대전화로부터 노트북, 전기자동차까지 모든 제품에 쓰인다”며 “1991년 출시된 이래 우리의 일상을 혁신했다”고 평가했다.
이어 “리튬이온 배터리 기술은 태양력과 풍력 같은 에너지를 다량으로 저장할 수 있어서 화석연료 없는 세상이 가능하게 한다”며 “수상자들은 무선 기술과 화석연료 없는 세상의 기초를 놓고 인류에 크나큰 혜택을 안겼다”고 강조했다.
특히 수상자 중 구디너프는 올해 97세로 최고령 노벨상 수상자가 됐다. 지난해 노벨 물리학상 수상자인 아서 애슈킨보다 한 달 반가량 생일이 빨랐던 구디너프는 역대 최고령 수상자로도 기록됐다.
리튬이온 배터리를 개발하게 된 과정을 살펴보면 이들 세 화학자의 역할이 눈에 띈다. 리튬이온 배터리의 개념을 정립한 휘팅엄, 기술을 발전시킨 구디너프, 상용화에 기여한 요시노는 각자의 역할을 수행하며 결과적으로 현재 널리 쓰이는 리튬이온 배터리를 완성시켰다.
휘팅엄은 석유파동이 한창이던 1970년대에 화석연료를 대체할 에너지 개발에 몰두했다. 그는 ‘이황화 티타늄’(TiS2)을 이용해 에너지를 고도로 담을 수 있는 소재를 개발하면서 이것을 당시 리튬이온 배터리의 양극재로 썼다. 휘팅엄이 개발한 소재를 양극재로, 금속 리튬을 음극재로 결합하면 2V(볼트) 전지를 만들 수 있었다.
구디너프는 황화 금속(이황화 티타늄)보다 산화 금속을 사용하면 더 높은 전압을 만들 수 있을 것으로 예상하고 산화코발트를 양극재로 이용해 2배나 높은 전압을 발생시키는 데 성공했다. 그러나 음극재로 사용된 금속 리튬은 강력한 반응성으로 폭발 위험이 커 상용화가 쉽지 않았다.
요시노는 1985년 구디너프의 양극재를 기초로 해서 최초로 리튬이온 배터리를 상용화했다. 그는 배터리의 음극재로 반응성이 강한 금속 리튬 대신 석유 코크스를 사용해 가볍고 여러 번 충전할 수 있는 배터리를 만들었다. 결국 이들 세 화학자의 공로로 리튬이온 배터리가 탄생했다.
세계에서 가장 권위 있는 상으로 꼽히는 노벨상은 ‘인류에 가장 큰 공헌을 한 사람에게 재산을 상금으로 준다’는 스웨덴 과학자 알프레드 노벨의 유언을 토대로 제정됐다. 수상자는 총상금 900만크로나(약 10억9000만원)와 함께 노벨상 메달 및 증서를 받는다.
올해 상금은 수상자 3명이 공동 수상을 하게 되면서 3명이 나눠서 받게 된다. 시상식은 노벨의 기일인 오는 12월 10일 스웨덴 스톡홀름에서 열린다.
정진영 기자 young@kmib.co.kr
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