[과기원NOW] GIST, '슈퍼커패시터' 성능 높일 방안 찾았다 外

유승준 GIST 교수, 윤명한 GIST 교수, 이동욱 홍익대 교수, 박재일 GIST 박사과정생(왼쪽부터). GIST 제공

■ 광주과학기술원(GIST)은 유승준·윤명한 신소재공학부 교수, 이동욱 홍익대 신소재공학과 교수 공동연구팀이 전해질에서 염의 농도를 변화시켜 슈퍼커패시터(Supercapacitor)의 주요 성능을 크게 향상시키는 데 성공, 국제 학술지 '에너지 스토리지 머리티얼즈'에 지난해 12월 23일 온라인 게재했다고 4일 밝혔다. 슈퍼커패시터는 화학반응을 이용한 리튬계 배터리와는 다르게 전극과 전해질 계면에서 이온의 물리적 흡·탈착을 통해 에너지를 저장하는 에너지 저장 장치다. 일반 커패시터에 비해 축전 용량이 훨씬 크고 에너지 밀도가 높다. 슈퍼커패시터는 폭발의 위험이 없고 친환경적인 물 기반의 수계전해질을 이용한다. 연구팀은 포타슘 아세테이트(KOAc) 기반 초고농도 수계전해질 내 이온-이온간, 이온-물분자간 물리화학적 상호작용 및 전해질의 농도별 구조 특성을 분석해 수계전해질의 최적 농도를 찾았다. 이를 통해 영하 20 ℃에서도 얼지 않고 안정적으로 구동되는 수계 슈퍼커패시터를 개발하는 데 성공했다. 

■ 포스텍(POSTECH)은 이인수 화학과 교수 연구팀이 빛으로 다공성 유기층(pCOL)을 금속 촉매에 증착해 금속 촉매의 효율성을 모두 높인 연구 결과를 국제 학술지 '네이처 커뮤니케이션즈'에 지난해 11월 23일 발표했다고 4일 밝혔다. 화합물 합성과 수소 생산, 연료전지 등 여러 분야에서 광범위하게 활용되는 금속 촉매의 효율을 높이려면 분자의 흡·탈착을 조절하는 것이 핵심이다. 연구팀은 금속의 전자와 빛의 상호작용인 '플라즈모닉 현상'을 이용해 전자 활성도를 높였다. 플라즈모닉 특성을 가진 금(Au) 나노 입자 표면의 전자를 빛으로 활성화한 뒤 pCOL을 표면에 증착했다. 그 결과 반응에 필요한 분자들이 쉽게 흡·탈착할 수 있는 환경이 만들어져 반응 효율이 높은 금속 촉매를 만들 수 있었다.

[박건희 기자 wissen@donga.com]