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연구재단, 국제 공동연구로 유연한 기능성 축전지 개발

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등록 2015-02-01 15:55:32  |  수정 2016-12-28 14:30:57
【대전=뉴시스】이시우 기자 = 접거나 구부려도 성능이 떨어지지 않는 신기능성 축전지가 개발됐다.

 1일 한국연구재단에 따르면 성균관대 박호석 교수와 미국 MIT 징 콩(Jing Kong) 교수 연구팀은 수용성 고분자(폴리비닐알코올)와 그래핀을 접목해 유연하면서도 내구성이 뛰어난 전극 소재를 개발했다.

 또 연구팀은 이를 이용해 극한 상황에서도 효율적으로 에너지를 공급할 수 있는 신기능성 축전지를 구현하는데 성공했다.

 그동안 에너지 저장 분야에서는 제한된 용량에서 안정적으로 에너지를 공급할 수 있는 전극 소재 개발연구가 진행되고 있지만 용량이 커지면 전극 구조가 무너져 성능이 떨어지는 단점을 극복하지 못했다.

 연구팀은 우선 물에 녹을 수 있는 고분자인 폴리비닐알콜을 그래핀과 화학적으로 결합시켜 '그래핀 에어로젤'을 만들었다.

 에어로젤은 물질의 90%이상이 공기로 이뤄진 인류가 발명한 가장 가벼운 고체다.

 연구팀은 폴리비닐알콜을 엉킨 실과 같은 형태로 그래핀과 강하게 연결해 가벼우면서도 기계적 물성이 뛰어난 그래핀 에어로제을 제조하는데 성공했다.

 연구팀은 이 그래핀 에어로젤을 활용해 적은 부피에도 에너지 저장 능력은 유지한 에너지 저장 소자인 슈퍼커패시터(supercapacitor)용 전극소재를 만들 수 있었다.

 이를 이용할 경우 기존의 에너지 저장장치의 부피와 무게의 한계로 개발할 수 없었던 전기자동차나 모바일기기, 우주선 등에 부피는 작고 자유자재로 구부릴 수 있는 에너지 저장장치를 만들 수 있다.

 박호석 교수는 "제한된 공간과 무게에서 안정적이고 효율적으로 에너지를 저장하거나 공급할 수 있는 신개념 전극을 개발하게 됐다"며 "이를 통해 에너지 저장 소재 분야에서 또 다른 응용 가능성과 새로운 시장 및 고용 창출의 가능성을 제시할 수 있게 됐다'고 말했다.

 한편, 이번 연구는 교육부와 한국연구재단이 추진하는 글로벌연구네트워크지원사업 등의 지원으로 수행됐다. 연구결과는 재료분야 학술지인 'Advanced Functional Materials'지에 게재됐다.

 issue@newsis.com
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