요시노 아키라: 리튬 이온 배터리, 노벨상, 그리고 지속가능한 미래

2019년 11월에 촬영된 아키라 요시노 사진 "출처: 위키미디어 커먼즈(https://commons.wikimedia.org/wiki/File:Akira_Yoshino_cropped_2_Akira_Yoshino_201911.jpg), 라이선스: CC BY 4.0"

 

 

스마트폰, 노트북, 전기 자동차 등 우리 주변에서 널리 사용되는 리튬 이온 배터리. 이 혁신적인 발명은 현대 사회에 없어서는 안 될 필수적인 에너지 저장 장치가 되었죠. **요시노 아키라(吉野 彰, 1948년 1월 30일 ~ )**는 리튬 이온 배터리의 개발에 결정적인 역할을 한 일본의 화학자입니다. 그는 리튬 이온 배터리의 핵심 소재인 폴리아세틸렌과 탄소 재료를 이용하여 안전하고 효율적인 배터리를 개발했고, 이 업적으로 2019년 노벨 화학상 을 수상했습니다. 이 글에서는 요시노 아키라의 삶과 그의 주요 업적인 리튬 이온 배터리 개발, 그리고 그가 꿈꾸는 지속가능한 미래에 대해 자세히 알아보겠습니다.

1. 리튬 이온 배터리: 소형화, 경량화, 고용량화를 가능하게 한 혁신적인 발명

요시노 아키라는 1948년 일본 오사카에서 태어났습니다. 그는 교토 대학교에서 석유화학을 전공했고, 1972년 같은 대학교에서 석사 학위를 받았습니다. 이후 아사히 카세이 회사에 입사하여 배터리 개발 연구를 시작했습니다. 1980년대 초, 요시노는 전도성 고분자 인 폴리아세틸렌을 이용하여 새로운 종류의 배터리를 개발하는 연구를 시작했습니다. 폴리아세틸렌은 전기를 통하는 플라스틱으로, 배터리의 양극 재료로 사용될 수 있습니다. 요시노는 폴리아세틸렌을 양극으로, 리튬 금속을 음극으로 사용하는 배터리를 개발했지만, 리튬 금속은 반응성이 매우 높아 폭발 위험이 있다는 문제가 있었습니다. 이 문제를 해결하기 위해 요시노는 탄소 재료를 음극으로 사용하는 방법을 고안했습니다. 탄소 재료는 리튬 금속보다 안전하고 가벼우며, 전기 전도도도 뛰어납니다. 요시노는 폴리아세틸렌 양극과 탄소 음극을 결합하여 세계 최초의 안전하고 실용적인 리튬 이온 배터리를 개발하는 데 성공했습니다. 요시노의 리튬 이온 배터리는 기존의 배터리에 비해 소형화, 경량화, 그리고 고용량화 가 가능하다는 장점이 있습니다. 이는 휴대용 전자 기기의 발전에 결정적인 역할을 했으며, 스마트폰, 노트북, 그리고 태블릿 PC 등 다양한 기기의 소형화와 경량화를 가능하게 했습니다. 또한, 리튬 이온 배터리는 전기 자동차 및 에너지 저장 시스템(ESS) 등 대규모 에너지 저장 장치에도 활용되고 있으며, 신재생에너지 보급 확대 및 탄소 중립 달성 에도 기여하고 있습니다.

2. 노벨 화학상 수상: 리튬 이온 배터리, 세상을 바꾼 위대한 발명

요시노 아키라는 리튬 이온 배터리 개발의 공로를 인정받아 2019년 존 굿이너프(John B. Goodenough), 스탠리 휘팅엄(M. Stanley Whittingham)과 함께 노벨 화학상 을 공동 수상했습니다. 이는 그의 과학적 업적이 얼마나 중요한지를 보여주는 것이며, 리튬 이온 배터리 연구 및 개발 분야의 발전을 촉진하는 계기가 되었습니다. 노벨 위원회는 "리튬 이온 배터리는 우리의 삶에 혁명을 일으켰다"며 "가볍고 재충전 가능하며 강력한 배터리는 휴대폰에서 노트북, 전기 자동차에 이르기까지 모든 것에 사용되고 있다"라고 평가했습니다. 또한, 리튬 이온 배터리는 태양광 및 풍력 발전과 같은 신재생에너지 저장을 가능하게 하여 화석 연료 의존도를 낮추고 지속가능한 사회를 만드는 데 기여하고 있다고 강조했습니다.

3. 지속가능한 미래를 위한 노력: 리튬 이온 배터리, 그 가능성과 과제

요시노 아키라는 리튬 이온 배터리가 지속가능한 미래를 위한 핵심 기술이라고 믿고 있습니다. 그는 리튬 이온 배터리가 전기 자동차 보급 확대와 신재생에너지 활용에 중요한 역할을 할 것으로 기대하고 있습니다. 하지만 리튬 이온 배터리는 아직 해결해야 할 과제도 많습니다. 리튬 이온 배터리의 생산 과정에서 환경오염 문제가 발생할 수 있으며, 폐 배터리 처리 문제도 해결해야 할 과제입니다. 또한, 리튬 이온 배터리의 가격을 낮추고 성능을 향상하는 것도 중요한 과제입니다. 요시노는 이러한 문제들을 해결하기 위해 끊임없이 노력하고 있습니다. 그는 더 안전하고 친환경적인 배터리를 개발하고, 폐 배터리 재활용 기술을 개선하는 데 힘쓰고 있습니다. 또한, 그는 젊은 과학자들을 육성하고 지원하여 미래 배터리 기술 개발을 이끌어 나가고자 합니다. 요시노 아키라는 리튬 이온 배터리 개발을 통해 인류의 삶을 더 편리하고 풍요롭게 만드는 데 기여했습니다. 그의 혁신적인 연구와 끊임없는 노력은 오늘날 우리에게 많은 영감을 주고 있습니다. 우리는 그의 업적을 기억하고, 그의 뜻을 이어받아 지속가능한 미래를 만들어 나가야 할 것입니다.