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커피 닦은 휴지로 친환경 종이 배터리 만든다

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2017년 06월 28일 15:45 프린트하기

쏟아진 커피를 닦은 두루마리 휴지를 친환경 종이 배터리로 만드는 기술이 개발됐다. 흘린 커피를 닦으려 휴지를 쓰는 모습에서 아이디어를 얻어 기술 개발로 이어졌다.

 

산림청 국립산림과학원(원장 이창재)은 울산과학기술원과과 공동으로 커피에 적신 휴지를 친환경 종이 배터리 ‘슈퍼 커패시터’로 만드는 원천 기술을 확보했다고 27일 밝혔다.

 

슈퍼 커패시터는 전기 에너지를 빠르게 저장 및 공급하는 대용량 배터리를 말한다. 전원이 끊기는 경우에 평소 모아둔 전기를 공급하는 역할을 하며, 스마트폰, 블랙박스, 전기 자동차 등에 쓰인다.

 

셀룰로으스 종이와 커피를 이용한 활성탄소 제조과정 및 형상 - 산림청 국립산림과학원 제공
셀룰로으스 종이와 커피를 이용한 활성탄소 제조과정 및 형상 - 산림청 국립산림과학원 제공

연구진은 커피 속 알칼리 금속이온을 활성화 촉매로 사용하는 방식으로 새로운 활성탄소를 생성, 커피에 적신 휴지를 가열해 친환경 종이 배터리 슈퍼 커패시터를 만들었다. 커피 처리 없이 종이만 태웠을 때보다 정전 용량이 2배 높았으며, 1만회 충방전 후에도 전지 용량이 일정하게 유지되었다.

 

기존 슈퍼 커패시터 제조 과정에서 활성화 물질로 쓰이는 수산화칼륨(KOH)이나 염화아연(ZnCl2)은 인체에 유해해 작업자의 건강을 해칠 수 있다. 부식이 심해 설비 시설의 수명을 단축시키고 유지·보수 비용도 많이 들었다. 이번 기술 개발로 유해성 문제를 해결하고 제조 공정의 경제성을 높일 수 있다고 산림청은 밝혔다.  

 

이선영 국립산림과학원 목재가공과 연구관은 “식물 바이오매스의 35-40%가 셀룰로오스로 구성되어 있다”며 “전극 소재인 셀룰로오스 종이를 얻는데 목재를 이용하면 배터리 제작 비용을 줄일 수 있다”고 말했다.

활성 탄소를 이용한 플렉서블 슈퍼 커패시터 - 산림청 국립산림과학원 제공

활성 탄소를 이용한 플렉서블 슈퍼 커패시터 - 산림청 국립산림과학원 제공

이 기술은 국내 특허출원을 마쳤으며, 미국화학회가 발간하는 'ACS(Applied Materials and Interfaces)'지 온라인판에 게재됐다.

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