[ 시티저널 허송빈 기자 ] KAIST EEWS 대학원 강정구 교수 연구팀이 수십 초 내 급속 충전이 가능한 물 기반 융합 에너지 저장소자를 개발했다.

이 기술은 그래핀 기반의 고분자 음극과 나노 금속 산화물 양극 개발을 통한 높은 에너지 밀도를 가지며, 급속 충전이 가능한 융합 에너지 저장 소자로 향후 휴대용 전자 기기에 적용이 가능할 것으로 기대되고 있다.

연구팀은 전극의 표면에서 빠른 속도로 에너지 교환을 하게 하고, 양극 사이 에너지 손실을 최소화시켜 고성능 에너지 저장장치를 구현하는데 성공했다.

연구팀이 개발한 음극 소재는 전도성 고분자 물질로 배터리, 수퍼 커패시터 전극 재료로 활용 가능하다.

그래핀 표면과 층 사이에서 그물 모양의 최적화된 외형으로 기존 음극 소재에 비해 높은 에너지 저장 용량을 갖는다.

양극 소재는 나노 크기 이하의 금속 산화물이 그래핀 표면에 분산된 외형을 이루고, 원자와 이온이 일대일로 저장되는 형식이다.

두 전극을 기반으로 한 연구팀의 에너지 저장 소자는 고용량과 함께 높은 에너지와 출력 밀도를 보이며, 음극과 양극의 물리적 균형을 통해 매우 안정적인 충·방전 결과를 보였다.

연구팀이 개발한 물 기반 융합 에너지 저장 소자는 기존의 물 기반 배터리에 비해 100배 이상으로 높은 최대 출력 밀도를 보이며 급속 충전이 가능하다.

또 10만 번 이상의 높은 충·방전 전류에서도 용량이 100% 유지되는 높은 안정성을 보였다.
연구팀의 에너지 저장 소자는 USB 충전기나 소형 태양 전지 등 저전력 충전 시스템을 통해서도 2~30초 내에 충전할 수 있다.