주메뉴바로가기.. 본문바로가기

전기車 전원 ‘슈퍼 커패시터’ 1000분의 1로 줄인다

카카오스토리 네이버밴드 구글플러스

2018년 11월 11일 20:57 프린트하기

유리 고고치 드렉셀대 교수팀이 개발한 맥신 전극. 드렉셀대 제공.
유리 고고치 드렉셀대 교수팀이 개발한 맥신 전극. 드렉셀대 제공.

전자기기 내부를 살펴보면 ‘커패시터(축전기)’라는 부품이 들어있는 경우가 많다. 전기를 임시로 저장하면서 일정한 전압으로 바꿔 공급해 주는 전원장치다. 이 회로를 이용하면 마치 배터리처럼 전기를 저장했다가 필요할 때 꺼내 쓸 수 있다. 지금까지 개발된 ‘슈퍼 커패시터’는 흔히 사용하는 리튬계열 배터리에 비해 100배 이상의 속도로 충,방전이 가능해 차세대 전기자동차 등의 전원 공급장치로 각광받고 있다. 그러나 충전용량이 낮아 무게대비 많은 전기를 저장할 수 없다는 점이 단점으로 지적돼 왔다.

 

국내 연구진이 과거에 비해 크기가 1000배 더 작아진 고성능 슈퍼 커패시터를 만들 수 있는 원천기술을 개발했다. 성균관대 화학공학과 박호석 교수팀, 미국 드렉셀대 유리 고고치 교수 공동 연구팀은 고주파수 영역에서 부피 당 높은 에너지 용량을 가지는 슈퍼커패시터 기술을 확보했다고 11일 밝혔다.

 

연구진은 2013년 고고치 교수팀이 개발했던 ‘멕센(MXene)’이란 이름의 2차원 전극물질을 실제로 실용화할 방법을 찾기 시작했다. 이 물질은 개발 초기 고성능 슈퍼 커패시터 개발을 이끌 신물질로 주목받아 왔다. 연구진은 멕센을 이용해 60∼1만㎐(헤르츠)정도의 주파수를 갖는 전기에너지를 빠르게 저장할 수 있는 고성능 슈퍼 커패시터 소재를 제작했다.

 

이렇게 만든 소재는 실제로 에너지저장장치로 만들어 실험한 결과, ‘120㎐(헤르츠)’ 주파수의 전기를 저장할 때 현재 보고된 수치 중 최고 면적·부피당 용량을 달성했다. 다양한 크기나 모양으로 제작이 가능하고 구부러진 상태에서도 3만 번 이상 충·방전할 수 있다. 상용화 과정에선 기존 구형 콘덴서 방식의 전원공급장치에 비해 부피를 1000배 이상 줄일 수 있을 것으로 연구팀은 기대하고 있다.

 

박 교수는 “웨어러블 전자기기, 사물인터넷(IoT), 자가발전 스마트 센서 등 부피를 획기적으로 줄일 수 있을 것”이라고 말했다.

 

이 연구성과는 8일 국제학술지 ‘줄(Joule)’에 게재됐다. 
 

카카오스토리 네이버밴드 구글플러스

2018년 11월 11일 20:57 프린트하기

 

혼자보기 아까운 기사
친구들에게 공유해 보세요

네이버밴드 구글플러스

이 기사가 괜찮으셨나요? 메일로 더 많은 기사를 받아보세요!

13 + 8 = 새로고침
###
과학기술과 관련된 분야에서 소개할 만한 재미있는 이야기, 고발 소재 등이 있으면 주저하지 마시고, 알려주세요. 제보하기

관련 태그뉴스