경상국립대는 신소재공학부(세라믹공학전공) 김주형 교수 연구팀이 은 나노입자(Silver Nanoparticles, Ag NPs)의 입자 크기·형태·표면 화학·분산 특성이 에너지 저장장치의 전기화학적 성능과 어떻게 연결되는지를 소재 합성부터 소자 응용까지 종합 분석한 리뷰 논문을 발표했다고 밝혔다.

은 나노입자는 우수한 전기전도성과 독특한 물리·화학적 특성을 바탕으로 다양한 전기화학적 에너지 저장장치에 활용되고 있다. 특히 단순한 전도성 첨가제(전극에 전기가 잘 흐르도록 넣는 물질)를 넘어 전하 전달 촉진, 전극 구조 안정화, 계면(서로 다른 물질이 맞닿는 경계면) 반응 제어 등 복합적인 기능을 수행할 수 있는 소재로 연구되고 있다.

연구팀은 이러한 은 나노입자의 기능을 슈퍼커패시터(초고용량 축전기), 이차전지(충전해 반복 사용하는 전지), 금속전지(금속 자체를 음극으로 쓰는 전지), 전고체전지(전해질이 고체인 전지) 등 다양한 에너지 저장 시스템을 대상으로 폭넓게 정리했다. 특정 에너지 저장장치의 성능 개선 사례에 머물지 않고 은 나노입자의 다양한 기능과 응용 가능성을 통합적으로 조망한 것이 특징이다.

그 결과 연구팀은 입자 크기와 형태, 표면 화학, 분산 특성이 실제 전기화학적 성능과 어떻게 연결되는지를 분석하고, 소재 합성부터 소자 응용까지 이어지는 구조–물성–성능 간의 상관관계를 종합적으로 제시했다. 아울러 은 나노소재의 실용화를 위해 해결해야 할 제조 비용, 장기 안정성, 대량생산, 지속가능성 등의 기술적 과제를 검토하고, 원자 수준의 소재 설계와 첨단 분석기술을 활용한 향후 연구 방향도 함께 제안했다.

이번 논문은 차세대 에너지 저장소재의 설계와 계면 제어 기술 개발에 학술적 참고자료로 활용될 것으로 기대된다. 이번 연구 논문은 'Silver nanoparticles for energy storage devices: synthetic strategies, interfacial chemistry, and emerging applications'(제1저자 Khaja Hussain Shaik)이라는 제목으로 엘스비어(Elsevier)가 발행하는 무기화학·배위화학 분야 국제학술지 《Coordination Chemistry Reviews》(IF 25.6, JCR 무기·핵화학 분야 상위 2.2%, 2025 JCR 기준)에 게재됐다.

김주형 교수는 "이번 리뷰 논문은 은 나노입자와 관련된 다양한 연구 성과를 소재 합성, 구조적 특성, 계면 반응 및 소자 성능이라는 관점에서 종합적으로 정리한 것"이라며 "에너지 저장기술의 발전을 위해서는 개별 소재의 성능뿐 아니라 소재와 계면 사이의 상호작용을 통합적으로 이해하는 것이 중요하며, 이번 논문이 관련 분야의 후속 연구에 유용한 방향을 제시할 수 있기를 기대한다"고 말했다.