KIST, 충전용량 늘리고 단가 낮춘 복합섬유 슈퍼커패시터 개발

KIST, 충전용량 늘리고 단가 낮춘 복합섬유 슈퍼커패시터 개발


(서울=연합뉴스) 조승한 기자 = 차세대 에너지 저장기술로 꼽히는 슈퍼커패시터의 단점인 충전 용량을 높이고 단가를 낮출 수 있는 새로운 슈퍼커패시터가 개발됐다.
한국과학기술연구원(KIST)은 탄소융합소재연구센터 구본철 책임연구원, 김서균 선임연구원 연구팀이 서울대 박원철 교수와 공동으로 탄소나노튜브(CNT)와 전도성 고분자를 섞은 섬유 구조의 슈퍼커패시터를 개발했다고 30일 밝혔다.
슈퍼커패시터는 일반 배터리와 비교해 충전이 빠르고 전력 밀도도 높은 데다 수만회 충·방전해도 성능 저하가 적지만, 에너지 밀도가 낮아 오랜 기간 사용하기 어려운 약점이 커 한계가 뚜렷했다.
이를 극복하기 위해 전도성이 뛰어난 탄소나노튜브 등 소재 개선이 이뤄지고 있지만 값이 비싸다는 단점이 있었다.
연구팀은 단일벽 탄소나노튜브에 저렴한 전도성 고분자인 폴리아닐린(PANI)을 균일하게 화학결합 시키는 방식으로 전자와 이온 흐름을 동시에 높인 섬유 구조체 형태 슈퍼커패시터를 개발했다.
이 슈퍼커패시터는 기존 슈퍼커패시터 대비 10배 이상의 에너지 밀도를 가져 성능이 뛰어나고, 10만 회 이상 충·방전 테스트에서도 안정적 성능을 보였다고 연구팀은 설명했다.
여기에 PANI 성분 함량을 높여 단가를 낮추고 간단한 공정을 통해 대량생산이 가능한 공정 기반도 마련했다고 연구팀은 덧붙였다.
구 책임연구원은 "이 기술을 활용해 필름 형태 구조체 개발에도 성공해 성능 저하가 없음을 확인했다"며 "향후 파일럿 이상 수준의 대량 생산에 필요한 연구도 진행할 예정"이라고 밝혔다.
이번 연구결과는 지난 15일 '국제학술지 컴포지츠 파트 B: 엔지니어링'에 실렸다.

shjo@yna.co.kr
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