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차세대 휴대전화 배터리 걱정 사라진다

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2015년 02월 25일 18:04 프린트하기

기초과학연구원 제공
기초과학연구원(IBS) 제공

 

스마트폰이나 노트북 컴퓨터용 배터리 성능을 최대 1만 배까지 끌어 올릴 수 있는 차세대 배터리 원천기술이 국내에서 개발됐다.

 

이영희 기초과학연구원(IBS) 나노구조물리연구단 단장팀은 휴대전화 같은 전자기기에 활용할 수 있는 고성능 초소형 전기저장장치, 일명 ‘마이크로 슈퍼커패시터’ 기술을 개발하는데 성공했다고 25일 밝혔다.

 

최근 많이 쓰이는 리튬 등으로 만든 고체형 마이크로전지는 충전 속도가 느리고 반복 충전 시 안정성이 떨어지는 문제가 있었다. 출력을 한층 높이기 위해 차세대 배터리 기술인 ‘마이크로 슈퍼커패시터’가 대안으로 제시됐지만 에너지 밀도가 떨어져 상용화에 걸림돌이 돼 왔다.

 

연구진은 차세대 전자 소자로 각광받고 있는 그래핀(탄소 단원자막)을 나뭇잎 줄기의 구조로 만들어 이 문제를 해결했다. 휴대전화 내부에 이온 이동경로를 최대한 짧게 만들어 그래핀 표면에 이온을 최대한 흡착시키는 구조를 만드는 데 성공했다. 이렇게 처리한 배터리 소재는 에너지 밀도가 크게 늘어났다.

 

배터리 충전량도 현재 시판중인 배터리와 비슷하지만 출력 밀도는 1만 배 이상 개선됐다. 현재와 같은 용량의 배터리를 만들면 출력을 1만 배 이상으로 높일 수 있게 된 셈이다.

 

또 이 소재로 배터리를 만들면 기존 배터리와 달리 접거나 구부릴 수 있어 휘어지는 착용형 컴퓨터 등을 개발할 때도 큰 도움이 될 걸로 보인다.

 

이영희 단장은 “기존 배터리를 대체해 제작이 간편하고 폭발 위험성이 없는 신개념 배터리를 개발할 수 있는 계기가 될 것”이라며 “전극의 두께가 지금보다 굵어야 장시간 사용할 수 있기 때문에 이를 개선하기 위한 추가 연구를 진행할 생각”이라고 말했다.

 

이 연구성과는 국제학술지 ‘어드밴스드 에너지 머티리얼즈(Advanced Energy Materials)’ 20일자 온라인판에 실렸다.

 

 

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