영하 40도에서도 작동하는 플렉시블 슈퍼커패시터 개발

ㅇ 사진 설명: 경상국립대 에너지공학과 정현영 교수, 고쉬 데바시스 연구교수, 김훈성 석사과정생(왼쪽부터). 

경상국립대학교 에너지공학과 정현영 교수 연구팀이 한파에도 방전되지 않는 플렉시블 슈퍼커패시터를 개발했습니다. 이 슈퍼커패시터는 영하 40도에서 영상 60도까지의 넓은 온도 범위에서 작동할 수 있으며, 이는 기존 리튬-이온 배터리의 작동 온도 범위인 0도에서 45도를 훨씬 능가하는 성능입니다. 경상국립대학교(GNU) 공과대학 에너지공학과 정현영 교수팀은 영하 40도에서 영하 60도까지 작동할 수 있는 플렉시블 슈퍼커패시터를 개발했습니다. 기존 이차전지는 매우 추운 환경에서는 성능이 급격하게 저하되는 문제가 있었으나, 이 슈퍼커패시터는 물-에틸렌글리콜 혼합 전해질을 사용하여 극저온에서도 안정적으로 전력을 공급할 수 있습니다. 연구 결과는 저명한 국제 학술지 '스몰(small)' 최신호에 게재되었습니다. 정현영 교수 연구팀은 레이저 스크리빙을 통해 카본을 증착시키고, 바나듐 산화물을 전기증착시키는 방식으로 플렉시블 전극을 제작했습니다. 이 방식은 제조 공정을 간소화하고 효율성을 크게 향상시킵니다. 또한, 플렉시블한 폴리아마이드 고분자를 사용하여 고출력 웨어러블 장비 등 다양한 응용 분야에 적합한 특성을 갖추게 되었습니다. 개발된 슈퍼커패시터는 저온 환경에서도 2600 사이클 이상의 높은 수명을 보이며 기존 배터리의 한계를 넘어섰습니다. 이번 연구는 항공, 우주 및 위성 분야에서 극한의 온도 범위에서도 전력을 공급할 수 있는 에너지 저장소자로서 큰 잠재력을 지니고 있습니다. 시장조사기관에 따르면 이러한 기술은 극지방 연구 기지나 극한 환경 탐사, 우주 임무 등 다양한 분야에 중요한 전력 공급원으로 활용될 수 있습니다. 나아가 연구팀은 이번 연구가 'Brainpool(해외우수과학자) 유치사업'의 지원을 받아 수행되었으며, 이를 통해 글로벌 연구 협력을 강화하고 우수 연구 성과를 창출할 수 있었다고 밝혔습니다. 정현영 교수 연구팀은 앞으로 더 넓은 온도 범위와 더 긴 수명을 지닌 에너지 저장소자를 개발하고자 합니다. 또한, 이번 연구 성과를 바탕으로 플렉시블 슈퍼커패시터의 상용화를 추진하고, 다양한 산업 분야에 적용할 수 있도록 연구를 지속해 나갈 계획입니다. 그는 "이번 연구 결과를 통해 에너지 저장 기술의 새로운 지평을 열었다"며, “향후 에너지 저장소자의 혁신적인 발전을 이끌어 나갈 것”이라고 포부를 밝혔습니다.