수십 초만에 급속 충전 물기반 융합에너지 저장소자 개발

KAIST EEWS 강정구 교수 연구팀
저전력 충전시스템 급속 충전 가능

옥일우 박사과정과 강정구 교수

실험을 통해 구동된 저장소자.

KAIST EEWS대학원 강정구 교수 연구팀이 수십 초 내 급속충전이 가능한 물 기반의 융합에너지 저장소자를 개발했다.

이 기술은 그래핀 기반의 고분자 음극 및 나노 금속 산화물 양극 개발을 통한 높은 에너지 밀도를 가지고 급속 충전이 가능한 융합 에너지 저장소자로 향후 휴대용 전자기기에 적용 가능할 것으로 기대된다.

연구팀이 개발한 음극소재는 전도성 고분자 물질로 배터리, 슈퍼커패시터 전극 재료로 활용 가능하다. 그래핀 표면과 층 사이에서 그물 모양의 최적화된 외형으로 기존 음극소재에 비해 높은 에너지 저장용량을 가진다. 두 전극을 기반으로 한 연구팀의 에너지 저장 소자는 고용량과 함께 높은 에너지 및 출력 밀도를 보이며 음극과 양극의 물리적 균형을 통해 매우 안정적인 충, 방전 결과를 보였다.

물기반 융합에너지 자장소자는 기존의 물 기반 배터리에 비해 100배 이상으로 높은 최대 출력 밀도를 보이고 급속 충전이 가능하다. 또 10만번 이상의 높은 충방전 전류에서도 용량이 100% 유지되는 고 안정성을 보였다. 연구팀의 에너지 저장 소자를 활용하면 USB 충전기나 소형태양전지 등의 저전력 충전 시스템은 2~30초 내에 충전 가능하다.

강정구 교수는 “친환경적인 이 기술은 제작이 쉽고 활용성이 뛰어나다. 기존 기술 이상의 고용량, 고안정성은 물 기반 에너지 저장장치의 상용화에 기여 할 것으로 기대한다. 저전력 충전 시스템을 통해 급속 충전이 가능하기 때문에 휴대 가능한 전자 기기에 적용할 수 있다”고 설명했다.
이해미 기자