머리카락 절반 두께 '초박막 배터리'..전자피부 만든다
전체 맥락을 이해하기 위해서는 본문 보기를 권장합니다.
대구경북과학기술원(DGIST)은 신물질과학전공 이성원 교수 연구팀이 물리적인 힘에도 전력을 안정적으로 공급할 수 있는 초박막 에너지 저장장치를 개발했다고 23일 밝혔다.
이성원 교수는 "이번 연구를 통해 기존의 배터리나 슈퍼커패시터에 비해 얇고, 피부처럼 굴곡진 표면에서도 강한 접착력과 내구성을 보장하는 슈퍼커패시터를 개발했다"며 "아직 기존 배터리에 비해 총 에너지 저장용량이 다소 낮아 관련 연구를 계속해서 진행할 예정"이라고 말했다.
이 글자크기로 변경됩니다.
(예시) 가장 빠른 뉴스가 있고 다양한 정보, 쌍방향 소통이 숨쉬는 다음뉴스를 만나보세요. 다음뉴스는 국내외 주요이슈와 실시간 속보, 문화생활 및 다양한 분야의 뉴스를 입체적으로 전달하고 있습니다.
- 1000번 충방전에도 성능 유지
[헤럴드경제=구본혁 기자] 대구경북과학기술원(DGIST)은 신물질과학전공 이성원 교수 연구팀이 물리적인 힘에도 전력을 안정적으로 공급할 수 있는 초박막 에너지 저장장치를 개발했다고 23일 밝혔다. 기존보다 더 얇고 유연하며 우수한 기계적 안정성도 함께 갖추고 있어, 향후 전자 피부와 같은 다양한 웨어러블 기기와 함께 폭넓게 활용될 수 있을 것으로 기대된다.
원격진료사회가 가까워지며 웨어러블 소자 및 센서 개발이 많은 주목을 받고 있다. 이 때 웨어러블 소자와 센서를 작동시키는데 필요한 에너지를 저장하는 소자인 슈퍼커패시터를 작고 유연하게 만들어 물리적인 힘에도 안정적인 작동을 보장하게끔 개발하는 연구는 아직 시작단계에 머물러 있다.
연구팀은 기존 딱딱한 배터리 대신 슈퍼커패시터를 0.1밀리미터(mm) 이하의 초박막 형태로 제작하는데 성공했다. 이는 머리카락보다 얇은 두께로, 종이처럼 접어도 안정적인 에너지 공급이 가능할 만큼의 기계적 유연성을 갖추고 있기 때문에 웨어러블 소자와 함께 피부에 붙여 보조 에너지 공급원으로 이용하는 것이 가능하다.
개발한 슈퍼커패시터는 총 두께 23마이크로미터(μm), 단위 면적당 저장용량 7.91밀리패럿(mF/cm2)을 가진다. 이는 약 40마이크로미터(μm)인 머리카락의 절반에 해당하는 두께이며, 1000번의 충전과 방전에도 처음과 거의 동일한 저장용량을 보여, 기존 배터리보다 물리적으로 매우 유연하면서도 반복되는 충·방전에도 물성이 변하지 않는다.
또한 연구팀은 스프레이 용액공정으로 그래핀 잉크를 도포해 활성 전극으로 활용하는 대량 생산 방식을 적용했다. 기존 잉크를 수직으로 분사하던 스프레이 공정 대신 45도 각도로 분사하는 스프레이 공정을 진행, 기존 대비 단위 면적당 30%이상 더 높은 에너지 저장 효율 확보에 성공했다. 이는 수직 분사 공정 중 중력에 의해 스프레이 입자가 눌려 에너지 효율이 낮아지는 문제점을 간단하게 해결한 것이다.
이성원 교수는 “이번 연구를 통해 기존의 배터리나 슈퍼커패시터에 비해 얇고, 피부처럼 굴곡진 표면에서도 강한 접착력과 내구성을 보장하는 슈퍼커패시터를 개발했다”며 “아직 기존 배터리에 비해 총 에너지 저장용량이 다소 낮아 관련 연구를 계속해서 진행할 예정”이라고 말했다.
이번 연구결과는 에너지 분야 국제학술지 ‘나노 에너지’ 9월 7일 온라인판에 게재됐다.
nbgkoo@heraldcorp.com
- Copyrights ⓒ 헤럴드경제 & heraldbiz.com, 무단 전재 및 재배포 금지 -
Copyright © 헤럴드경제. 무단전재 및 재배포 금지.
- 도쿄올림픽 뒷돈유치 의혹 확산…“용처 불명 해외송금 122억원”
- 김종인, 안철수 저격 “자유시장경제 정확히 인식 못해”
- “2018년 말 北에서 김정은 암살 미수사건 있었다”
- [단독] ‘자살 충동’ 호소하는 軍장병, 5년 새 4배 ‘급증’
- 우원식 ‘개천절 집회 권리’ 주호영 향해 “공공의 적 되려는가”
- 선거후 신고 재산 866억 늘어난 국회의원…“실수”로 넘어가나
- 文대통령, 2년 만에 종전선언 제기…또다시 평화 입구 노크
- [단독] ‘물리력 행사 기준’ 시행중이지만…여전히 ‘매 맞는 경찰’
- [itM] 트럼프, ‘중국 바이러스’ 맹비난…“유엔이 中에 책임 물어야”
- 文 ‘종전선언’에 김정은 화답할까…北 유엔대사 28일 연설