[대학저널 이원지 기자] 경희대학교(총장 조인원) 전자·전파공학과 유재수 교수팀이 에너지 과학분야 국제학술지 어드밴스드 에너지 머티리얼즈(Advanced Energy Materials, IF:15.23) 11월 1일자 온라인판에 ‘휴대용 및 웨어러블 에너지 저장 소자에 적용 가능한 전도성 섬유기반 직물형 슈퍼커패시터’와 관련한 논문을 게재했다. 이번 연구는 미래창조과학부 중견연구사업의 지원으로 수행됐다.
기존에 연구되는 슈퍼커패시터는 니켈 폼(Nickel foam), 백금포일(Platinum foil), 스테인레스강 메쉬(Stainless steel mesh) 등 값비싸고 유연하지 않은 전극이 주로 사용됐다. 이번 연구에서는 전기화학적증착법을 이용해 짧은 시간 동안 뛰어난 에너지 저장성능을 가지고, 충·방전에도 안정적인 나노구조(Ni3Se2)를 합성시켜 보다 합리적이고 유연한 슈퍼커패시터를 구현했다.
유 교수팀은 나노구조를 성장시키는 방법으로 저온에서 비교적 짧은 시간동안 전기화학적증착법을 이용하여 다양한 금속(Ni, Co) 층으로 이루어진 전도성 섬유기반 직물로 유연한 슈퍼커패시터 소자에 적용 가능한 전극을 제작했다.
또한 기존에 널리 사용되는 전해질(KOH)에 충·방전시 전극의 표면에서 일어나는 산화환원 반응을 도와줄 수 있는 ‘Electron Shuttle’ 역할을 할 수 있는 소량의 K3Fe(CN)6 첨가물을 사용하여 슈퍼커패시터의 성능을 향상시켰다.
유 교수는 "전도성 섬유기반 직물을 이용하여 플렉서블한 슈퍼커패시터 소자를 성공적으로 제작하였고 기존의 전해질에 새로운 첨가물을 활용함으로서 향상된 성능을 보이는 소자를 제작하였다"면서 "향후 휴대용 및 웨어러블 스마트 기기들이 발전함에 따라 유연한 슈퍼커패시터의 응용 가능성은 더욱 커질 것"이라고 밝혔다.
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