전북대생, 고성능 에너지 저장장치 제작 연구성과 발표

고성능 슈퍼커패시터 제작 연구 세계 저널 게재 사물인터넷, 무선 센서노드, 자율 저전력 전자장치 등 활용 기대

▲구민국 대학원생 ⓒ전북대학교

전북대학교 반도체화학공학부 구민국 대학원생(석사과정·지도교수 김성곤)이 미래형 에너지 저장 장치인 고성능 슈퍼커패시터를 만들 수 있는 연구기술을 발표했다.

구 대학원생은 한국화학연구원과 공동 연구를 통해 기존의 보고된 슈퍼커패시터보다 약 27배 성능이 향상된 결과를 얻었다고 19일, 밝혔다.

이 연구 결과는 미국화학회에서 발간하는 재료 및 에너지 분야 해외 유명 학술지인 ‘ACS Applied Energy Materials (IF=4.473)’ 1월호 표지논문(공동주저자)으로 선정됐다.

이번 연구를 위해 높은 열 안정성 및 효과적인 기계적 특성으로 IT 및 우주항공 분야에서 각광 받는 미래 핵심소재인 ‘불소계 폴리이미드 필름’을 활용됐다.

이 필름은 레이저에 의해 탄화되며 내부에 포함된 불소 작용기가 가스화 되며 수많은 미세 기공을 형성하게 되는데, 이 미세 기공들에 의해 전극 표면의 면적이 기존 연구에 비해 크게 향상됨에 따라 높은 성능을 갖게 되는 것이라고 구 대학원생은 설명했다.

구민국씨는 "이는 미래형 슈퍼커패시터를 만드는 중요한 요소인 큰 비표면적을 가질 수 있게 됐다는 데 큰 의미가 있다."고 설명했다.

특히 이번 연구는 사물 인터넷 (IoT) 또는 휴대용/웨어러블 장치용 무선 센서노드와 같은 자율 저전력 전자 장치에 사용될 수 있어 이러한 응용 분야에 광범위하게 활용될 수 있을 것으로 기대되고 있다.

구씨는 "이번 연구는 기존의 에너지 저장장치보다 월등히 향상된 성능으로 슈퍼커패시터의 단점인 낮은 에너지밀도를 향상시킬 수 있다는데 의미가 있다"며 "이같은 기술이 실생활에서 상용화 될 수 있도록 더욱 연구에 매진하겠다"고 말했다.

한편, 이 연구는 교육부의 BK21 플러스 인력양성사업과 과학기술정보통신부의 BRL 기초연구실지원사업 및 지역대학우수연구자사업의 지원으로 이뤄졌다.