인하대, 초고강도 섬유형 슈퍼커패시터 최초 개발

이미지설명= 사이언스 어드밴시스’ 2022년 1월호 온라인 피처 아티클 게재 이미지 (이미지=인하대학교 제공) 2022.01.10

[인천=뉴시스] 함상환 기자 = 인하대학교는 화학공학과 양승재 교수팀이 재료연구원 복합재료연구본부 김태훈 박사팀과 함께 고강도와 고에너지밀도를 구현한 섬유형 슈퍼커패시터를 개발했다고 10일 밝혔다.

연구논문은 그 우수성을 인정받아 미국과학진흥회(American Association for the Advancement of Science: AAAS)가 발행하는 세계적 학술지 ‘사이언스 어드밴시스(Science Advances)’의 2022년 1월호 온라인 피처 아티클(Online Featured Article)로 게재됐다.

이번에 개발된 섬유형 슈퍼커패시터는 이중벽 탄소 나노튜브 섬유와 금속-유기 골격체의 복합화를 통해 우수한 기계적 특성과 고에너지밀도를 동시에 달성했다.

또 무거운 하중을 견디는 등 극한 조건에서도 사용할 수 있어 차세대 에너지 저장장치로 이용될 가능성을 높였다.

양승재 교수팀은 이중벽 탄소 나노튜브 섬유와 금속-유기 골격체를 복합화하고 탄화공정을 통해 이중벽 탄소 나노튜브의 고강도 및 고전도성을 유지하며 마이크로 기공이 발달한 복합섬유를 만들었다.

이를 기반으로 개발된 섬유형 슈퍼커패시터는 다양한 변형 조건에서도 일정한 상태를 유지하며 우수한 에너지 저장성능을 보였다. 게다가 10kg 원판을 매달고도 안정적으로 작동해, 최초로 높은 하중을 견디는 초고강도 섬유형 슈퍼커패시터를 구현했다.

양승재 교수는 “간단한 복합화 과정을 통해 새로운 탄소 나노튜브 기반 복합섬유를 합성했고 우수한 기계적 특성을 유지하며 고에너지밀도를 달성한 섬유형 슈퍼커패시터를 구현했다”며 “상업화 가능성을 검증할 수 있는 추가적인 실험을 통해 섬유형 슈퍼커패시터의 상용화에 한 걸음 더 다가갈 수 있도록 노력하겠다”고 말했다.

한편 이번 연구는 한국연구재단의 중견연구자지원사업과 기초연구실사업, 한국과학기술연구원의 개방형 연구 프로그램 4U사업, 한국재료연구원의 기본 연구 프로그램 PNK7340 사업의 지원을 받았다.

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