광주과학기술원(GIST·총장 김기선)은 이재석 신소재공학부 교수팀이 에너지 저장 소자로 응용할 수 있는 새로운 슈도커페시터 전극 고분자 복합물질을 개발했다고 29일 밝혔다.
슈도커페시터는 에너지 저장 용량을 향상시켜 전지와 축전지 장점을 모두 갖는 슈퍼커페시터의 일종이다. 산화 환원 반응을 통해 화학적으로 많은 에너지를 저장할 수 있지만 사용 전압이 제한적이라는 단점을 갖고 있다.
이 교수팀은 두 전도성 단량체를 연결시킨 전구체를 고결정성 고분자 중합 합성기술을 이용해 2D 나노소재 그래핀옥사이드 위에 성장시켜 새로운 고분자 복합물질을 개발했다. 초고압전자현미경으로 이 물질을 분석한 결과, 면심입방구조로 전기 전도성에 영향을 미치는 고결정성을 띠고 단순 고분자 보다 최대 22배의 넓은 비표면적으로 산화·환원의 레독스 반응이 증가하는 것으로 나타났다.
연구팀은 새 복합물질을 슈도커페시터 전극재로 사용해 산화·환원 반응이 일어나는 면적이 넓어져 빠른 에너지 충·방전과 많은 양의 에너지를 저장할 수 있다는 사실을 확인했다.
이재석 교수는 “고결정성 고분자와 2D 나노 소재 조합으로 새로운 에너지저장 시스템 소재 개발 가능성을 제시했다”면서 “다양한 전자소자뿐 아니라 에너지 저장 소자에 적용할 수 있을 것으로 기대한다”고 말했다.
광주=김한식기자 hskim@etnews.com
