배터리를 종이처럼 인쇄해서 쓸 수 있는 길이 열렸다.
UNIST(울산과기원, 총장 정무영) 에너지 및 화학공학부 이상영 교수팀은 일반 잉크젯 프린터를 이용해 문서를 출력하듯 배터리를 제조하는 기술을 개발했다. 연구 성과는 '에너지 및 환경과학' 6월 22일자 온라인판에 게재됐다.
이 기술을 위해 연구진은 전지의 모든 구성요소를 잉크 형태로 제조했다. 점도를 잉크젯 프린팅이 가능하도록 조절했다. 종이 위에서 잉크가 번지거나 이탈되는 현상을 막기 위해 나노 크기의 셀룰로오스를 활용했다. 전지 재료를 인쇄하기 전에 종이 표면에 셀룰로오스 소재를 먼저 뿌려 번짐을 막은 것.
이 교수팀이 개발한 전지는 슈퍼커패시터(supercapacitors) 거동을 보였다. 1만 회 충‧방전을 반복해도 용량이 줄지 않았다. 150℃ 고온에서도 전지 특성이 그대로 유지됐다. 또 1000회 구부려도 전지 성능 변화가 없었다. 특히 잉크젯 프린팅 공정상, 마치 그림을 그리듯 전지를 직렬 혹은 병렬로 연결시킬 수 있어 전지 전압 및 용량을 쉽게 제어할 수 있다.
이번 기술에서 가장 주목할 점은 컴퓨터로 디자인한 모든 글자나 그림 모양을 전지 형태로 출력할 수 있다는 점이다. 연구진은 이 기술을 종이 지도와 유리컵에 적용하는 데 성공했다. 한반도 지도 형태로 전지를 출력해 LED 램프를 켜고, 물의 온도에 따라 다른 색깔의 등불을 켜는 유리컵도 만든 것이다.
이상영 교수는 "컴퓨터로 디자인할 수 있는 거의 모든 이미지를 전지로 구현하는 이번 기술은 사물인터넷용 전원의 발전에 크게 기여할 것"이라며 "지금껏 보고되지 않은 새로운 개념의 전지 디자인과 제조 방법을 제시함으로써 향후 플렉서블 전지 분야의 차별화된 기술적 토대 확보를 했다"고 말했다.
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