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전북대 이중희 교수팀, 단점 극복한 미래 에너지 저장장치 개발
전기자동차 등에 적용 가능한 신개념 슈퍼 캐퍼시터
2018년 09월 14일 (금) 19:01:19
   
이중희 교수

[대학저널 신영경 기자] 전북대학교 이중희 교수(대학원 BIN융합공학과)팀이 슈퍼 캐퍼시터의 단점을 모두 극복할 수 있는 연구 성과를 발표해 주목을 받고 있다.

이 교수팀이 개발한 슈퍼 캐퍼시터는 초고수명을 지니면서 완전 고체 상태로 유연해 미래 착용 가능한 전자제품이나 전기 자동차 등에 적용될 수 있도록 만들어졌다.

이번 연구 성과는 에너지 분야 세계 최고 학술지인 '어드밴스트 펀크셔널 머터리얼즈(Advanced Functional Materials, IF=13.325)' 최신 온라인판에 게재됐다.

연구팀은 3종의 금속 질화물 나노 구조체를 질소가 도핑된 그래핀으로 감싸서 촉매의 활성도를 높였다. 음극과 양극 물질이 서로 다른 ‘질화-니켈-코발트’와 ‘질화-니켈-철’ 나노입자를 질소가 도핑된 그래핀으로 감싸서 표면적을 넓힌 것이다.

연구팀은 오래 사용할 수 있는 금속 질화물의 특징을 살려 전극소재를 개발, 슈퍼 캐퍼시터에 적용했다. 이렇게 개발된 슈퍼 캐퍼시터는 많은 에너지를 저장하고 고출력을 내면서 기존 슈퍼 캐퍼시터에 비해 수명이 길다.

또한 제조 공정이 쉽고 저렴해 쉽게 양산할 수 있다. 다양한 전자제품의 에너지 저장장치로 적용이 가능하다. 2만 5000회 이상을 사용해도 출력 성능이 5% 정도밖에 떨어지는 않는 우수한 특성을 보인다. 지금까지 보고됐던 연구 결과들보다 에너지밀도가 좋고 고출력을 낼 수 있다는 장점을 갖고 있다.

연구팀은 이 소재가 리튬배터리, 연료전지, 태양전지 등의 전극 소재뿐만 아니라 수소가스 제조 등 다양한 산업에 널리 활용될 수 있을 것으로 전망했다.

이중희 교수는 “이러한 소재 기술의 확립은 고효율이면서 유연하고 내구성이 강한 차세대 에너지 저장 장치 상용화를 위한 가장 중요한 원천기술 확보라는 의미를 갖는다”고 말했다.

한편 이번 연구는 미래창조과학부의 중견연구자 지원사업과 BK21 플러스 사업의 지원을 받아 수행됐다.

 


신영경 기자 ykshin@dhnews.co.kr
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