'리튬이온배터리' 연구자 3인 노벨화학상…日 24번째 배출

존 굿이너프·스탠리 위팅엄·요시노 아키라 공동수상…97세 최고령 수상자 탄생

/사진=노벨위원회

올해 노벨 화학상은 스마트폰 등 최신 디지털기기에 널리 쓰이는 리튬이온배터리 2차 전지 개발에 공헌한 미국과 일본 연구자 3명에게 돌아갔다.

9일(현지시간) 스웨덴 왕립과학원 노벨위원회는 리튬이온배터리 연구에 기여한 존 B. 굿이너프(John B. Goodenough·97) 미국 텍사스대 교수, 스탠리 휘팅엄(M. Stanley Whittingham·78) 미국 빙햄튼대 교수, 요시노 아키라(Akira Yoshino·71) 일본 메이조대 교수 겸 아사히카세이(旭化成) 기업의 명예 펠로우 등 3명이 2019년 노벨 화학상 공동수상자로 선정됐다고 밝혔다.

굿이너프는 역대 최고령 노벨상 수상자로, 요시노는 일본에 24번째 노벨과학상을 안겨 준 과학자가 됐다.

노벨위원회는 “가벼우면서도 재충전이 가능한 리튬이온전지는 1991년 처음 시장에 출시된 후 스마트폰·노트북·전기차 등 모든 분야에서 쓰이며, 화석 연료 제로 사회의 토대를 마련하는 등 인류의 삶을 혁신했다”며 선정 이유를 밝혔다.

리튬은 현재 태양광·풍력 등 신재생에너지로부터 생산한 에너지를 저장·운송하기 위한 장치(ESS)에도 쓰인다. 노벨위원회가 리튬이온전지를 화석연료 없는 사회에 기여한 발명으로 평가한 것도 이 때문이다.

휘팅엄 교수는 화석연료를 대체할 에너지원을 찾기 위해 초전도체를 연구하다가 층상물질인 이황화 타이타늄(TiS2)에 리튬이온을 끼워 배터리 음극으로 활용할 수 있다는 것을 처음 발견했다.


하지만 최대 출력이 전구 하나를 겨우 켤 수 있는 2볼트(V) 수준에 그쳤다. 이 문제는 굿이너프 교수가 풀었다. 그는 금속 황화물 대신 금속 산화물을 쓰면 더 나은 성능을 구현할 수 있다는 가설을 세우고, 리튬 이온을 끼워넣은 산화코발트를 사용, 최대 4V까지 전압을 끌어올렸다. 리튬이온배터리 상용화 토대를 닦은 연구였다.

이후 요시노 교수는 앞서 두 명의 연구를 바탕으로 1985년 세계 첫 상용 리튬이온배터리를 개발하는데 성공했다. 특히 리튬이온을 끼워넣을 수 있는 층상물질로 흑연을 처음 사용, 이동성·내구성을 지니고, 수백 번 충전할 수 있는 배터리가 탄생했다.

노벨상 수상자에게는 상금 총 900만크로나(약 10억9200만원)의 상금과 메달 및 증서를 수여한다. 시상식은 알프레드 노벨의 기일인 12월 10일에 스웨덴 스톡홀름(생리의학·물리·화학·경제학상)과 노르웨이 오슬로(평화상)에서 열린다.