전북대 김한주 교수팀, 고성능 미래형 저장장치 개발

환경, 에너지 분야 세계적 저널에 6월, 9월 연이어 논문 게재...산화물 혼합 통해 에너지 저장용 고성능 '슈퍼캐퍼시터'

▲전북대 융합기술공학부  김한주 교수팀   ⓒ전북대

전북대 융합기술공학부 김한주 교수 연구팀(밀란포델 연구원)이 최근 미래형 에너지 저장 장치의 단점을 극복할 수 있는 연구성과를 발표해 이목을 끌고 있다.

전북대에 따르면, 김 교수팀은 다양한 전이 금속 물질인 산화물(TMO)의 혼합을 통해 에너지 저장용으로 사용할 수 있는 고성능의 슈퍼캐퍼시터를 개발해 환경, 에너지 분야의 저명 국제 학술지인 'Chemical Engineering Journal(IF: 13.273)' 최신호(9월)에 연구 결과를 게재했다.  또한 'Journal of Energy Chemistry(IF:9.676)'에도 지난 6월 온라인 논문이 게재됐다.

그동안 아주 짧은 시간 내에 큰 출력을 위해 주로 사용되는 에너지 저장장치인 ‘슈퍼캐퍼시터’는 고효율임에도 저장할 수 있는 에너지 양이 적고 수명도 짧으며, 작동 전압도 낮아 널리 사용에 어려움이 있어 왔다.

슈퍼캐퍼시터의 단점을 극복할 수 있는 이번 연구에서는 이러한 고성능 수산화물(ZMA-LDH)의 산화물(LDHs) 나노시트와 금속 산화물(Fe3O4)의 나노 구조를 기반으로 다공성 탄소 나노섬유(3DHPCNF)를 응용한 다차원적 구조를 열수 공정을 통해 일원화 시켜 고성능의 슈퍼캐퍼시터를 개발한 것.

김한주 교수는 "최근 아연 공기 배터리 및 리튬 이온 배터리 휴대용 및 웨어러블 전자 기술에 대한 에너지 저장 시스템 중 에너지를 충족시키는 슈퍼캐퍼시터의 첨단 발전이 증가추세에 있다"며 "이번 연구 성과는 다양한 혼합 산화물을 활용해 다중 재료를 기반으로 한 고효율의 에너지 저장장치를 설계할 수 있는 제시한 것"이라고 말했다.

한편, 김한주 교수와 밀란포델 연구팀은 군산-새만금 프론티어 캠퍼스에서 에너지, 환경개선용 신소재 제조 분야 연구를 수행하고 있다. 이번 연구는 한국연구재단의 기본연구 지원사업 지원을 통해 수행됐다.