극저온 환경에서도 전기에너지 효율적 저장 가능해진다

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공주대 임진형 교수팀, 저온에서 낮은 전하 이동도·안정성 해결책 제시

(대전=연합뉴스) 정찬욱 기자 = 영하 80도의 극저온 환경에서 효율적으로 전기에너지를 얻고 저장할 수 있는 기술이 개발됐다.

한국연구재단은 국립공주대 신소재공학부 임진형 교수 연구팀이 친환경적 소재로 개질한 사이클로덱스트린계 핵심 소재를 적용해 극저온 지역에서도 효과적으로 작동할 수 있는 수퍼 캐퍼시터 하이브리드 시스템을 개발했다고 21일 밝혔다.

수퍼 캐퍼시터는 전극과 전해질 계면으로의 단순한 이온 이동이나 표면화학 반응에 의한 충전 현상을 이용, 많은 에너지를 모아두었다가 수십 초, 수 분 동안 높은 에너지를 발산하는 에너지저장 장치다.

연구팀은 극저온 환경에서 기존 전기에너지 저장장치를 사용하는 데 큰 장애로 여겨졌던 낮은 전하 이동도와 안정성 문제에 대한 해결책을 제시하는 새로운 자가 충전 에너지 저장장치 시스템을 제안했다.

시스템의 주 전극 재료로 사용한 개질 사이클로덱스트린계 핵심 소재가 화학적으로 안정적이면서 고효율로 동작할 수 있는 조성 영역을 탐색, 영하 80도에서도 안정적으로 무선 신호를 발생하는 자가 구동형 소자를 개발했다.

이 소자가 적용된 시스템은 웨어러블 장치로도 활용할 수 있다.

임진형 교수는 "개발한 전기에너지 발생·저장 소자는 극저온에서는 좋은 성능을 보이지만, 동작 온도의 범위를 확대한 극한계 온도(영하 200도∼영상 200도) 영역에서 동작하는 기능이 필요하다"며 "후속 연구를 진행할 계획"이라고 말했다.

이번 연구 성과는 화학공학 분야 국제학술지 '케미칼 엔지니어링 저널'에 지난 15일 실렸다.

jchu2000@yna.co.kr

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