국내 연구진이 수명이 긴 고체 상태의 슈퍼캐퍼시터를 개발했다. 전기자동차나 리튬베터리 전극 소재로 활용할 수 있다.
전북대는 이중희 대학원 BIN융합공학과 교수팀이 초고수명을 지니면서도 완전 고체 상태인 신개념의 슈퍼캐퍼시터를 개발했다고 17일 밝혔다.
짧은 시간에 큰 출력을 내는 에너지 저장장치인 슈퍼캐퍼시터는 저장 에너지양이 적고 수명이 짧다는 단점을 갖고 있다. 또 작동 전압이 낮고 액체 전해질로 돼 있어 운반에도 불편하다.
이 교수팀은 오래 사용할 수 있는 금속 질화물의 특징을 살린 전극소재를 개발해 슈퍼캐퍼시터에 적용했다. 음극과 양극 물질이 서로 다른 '질화-니켈-코발트'와 '질화-니켈-철' 나노입자를 질소 도핑 그래핀으로 감싸 표면적을 넓혔다. 이렇게 개발한 슈퍼캐퍼시터는 많은 에너지를 저장하고 고출력을 내면서도 기존 보다 수명이 길다. 제조 공정도 쉽고 저렴해 양산체제를 갖출 수 있다.
연구팀이 2만5000회 이상을 사용해도 출력 성능은 겨우 5% 정도 떨어지는 우수한 특성을 보이는 것으로 나타났다.
이중희 교수는 “에너지 저장 및 변환 장치인 리튬배터리, 연료전지, 태양전지 등의 전극 소재뿐만 아니라 수소가스의 제조 등 다양한 산업에 널리 활용될 수 있을 것”이라고 말했다.
전주=김한식기자 hskim@etnews.com
