질소가 도핑된 그래핀을 이용한 고용량 에너지 저장 컨셉
교육과학기술부는 ‘고용량의 플렉서블한 초용량 축전지를 제조하는 기술’을 개발하는데 성공했다고 7일 밝혔다.
초용량 축전지란, 작은 에너지 저장 용량을 가지지만 큰 출력 특성을 지닌 기존의 축전지에서 에너지 저장 용량을 향상시켜 전지와 축전지의 장점을 모두 가지는 소자를 말하는 것.
기후변화대응 기술개발사업의 지원을 받은 KAIST 최장욱 교수, 강정구 교수 공동 연구팀이 개발한 초용량 축전지는, 전지에 비하여 출력 특성이 좋지만 에너지 저장 용량이 작은 기존 축전지의 단점을 극복해, 에너지 저장 용량이 눈에 띄게 향상될 수 있음이 확인됐다.
이번 연구는 미래 소재로 알려진 그래핀을 통해 구현된 것으로, 연구의 핵심은 탄소로만 이루어진 그래핀에 질소 원소를 가미함으로써 에너지 저장 용량을 증가시킨 것이다.
질소가 가미된 그래핀 축전지는 가미되지 않은 경우와 비교해 전해액의 이온과 더 잘 결합할 수 있어 훨씬 많은 양의 에너지를 저장할 수 있다.
이번 연구 결과는 나노 과학 분야의 세계적 권위지인 미국의 나노 레터스(Nano letters)지 온라인판에 최근 발표됐다.
최장욱 교수는 “이 연구를 통해 향후 그래핀을 이용한 초용량 축전지가 차세대 전기자동차, 스마트 그리드 등에 응용돼 고출력 에너지 저장 장치로써 중요한 역할을 할 수 있을 것으로 기대된다.”고 연구의 의의를 밝혔다.
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