[대학저널 신영경 기자] 전북대학교(총장 이남호) 이중희 교수팀(대학원 BIN융합공학과)이 미래형 스마트 자동차 등에 사용이 가능한 초고에너지를 저장할 수 있는 고효율 고체 슈퍼 캐퍼시터 장치의 전극소재를 개발했다.
미래창조과학부의 중견연구자지원사업과 BK-21 플러스 사업의 지원을 받아 수행된 이 연구는 에너지 분야 세계 최고 학술지인 '어플라이드 캐털리시스 비 임바이론먼털(Applied Catalysis B: Environmental)'의 최신호에 게재됐다.
슈퍼 캐퍼시터는 전기자동차나 모바일 단말기 등 다양한 전자장비에서 짧은 시간 내에 큰 파워를 내기 위해 주로 사용되는 에너지 저장 장치다. 그러나 장치 내에 저장할 수 있는 전체 에너지양이 적고, 작동 전압이 낮아 사용하는데 어려움이 있었다.
이 교수팀이 이번에 개발한 소재는 기존의 슈퍼 캐퍼시터가 갖는 여러 단점을 획기적으로 보완할 수 있는 것이다. 니켈-바니디움 산화물과 철-바나디움 산화룰물을 열수공정 기술을 이용해 질소가 도핑된 그래핀 위에 장착시킨 소재를 개발, 전극으로 활용했다.
이 슈퍼 캐퍼시터는 고용량과 고출력을 내면서도 기존의 난제들을 완전히 해소할 수 있도록 만들어졌다. 기존 소재에 비해 제조 공정이 쉽고 저렴해서 다양한 전자제품에 적용할 수 있다.
또한 2만회 이상을 사용해도 출력 성능이 83% 이상 유지된다. 사용 연한이 매우 길고 높은 전력밀도까지 고출력을 낼 수 있다는 장점을 갖고 있다.
연구팀은 이 소재가 리튬이온 2차 전지, 연료전지, 태양전지 등 여러 차세대 에너지 저장·변환 장치의 전극소재로 널리 활용될 수 있을 것이라 전망하고 있다.
이 교수팀의 이번 연구 성과는 발람무르건 박사와 구어 멍 박사, 박사과정 학생들 간의 긴밀한 협력을 통해 아이디어가 도출됐다.
이중희 교수는 “이러한 소재 기술의 확립은 고효율 차세대 에너지 저장 장치 상용화를 위한 가장 중요한 원천 기술을 확보한 것이라는 의미를 갖는다”고 말했다.
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