아주대학교 연구진이 슈퍼커패시터의 성능과 수명을 획기적으로 개선할 수 있는 천연고무 기반 전해질 첨가제를 개발하는 데 성공했다.

22일 아주대는 윤태광 교수(응용화학과·대학원 분자과학기술학과) 연구팀이 바이오 고분자를 활용한 새로운 전해질 첨가제를 개발해 슈퍼커패시터의 성능과 수명을 대폭 향상시키는데 성공했다고 밝혔다. 

연구 결과는 '바이오 고분자 공액 전해질 첨가제로 안정적인 전극-전해질 계면을 구현한 장수명 슈퍼커패시터'라는 제목의 논문으로 '에너지 스토리지 머티리얼즈' 4월호 온라인판에 게재됐다. 

연구에는 윤 교수가 교신저자로, 이성훈 아주대 석박사 통합과정 학생과 박지영 석사과정생 그리고 윤형섭 중앙대 석박사 통합과정 학생이 공동 제1저자로 참여했다. 

슈퍼커패시터는 무궁한 발전 가능성을 가진 차세대 에너지 저장 기술로 '리튬(Li)'을 사용하지 않아 환경친화적인데다 대규모의 전기 에너지를 저장할 수 있다. 

특히 기존의 배터리와 에너지 저장 매커니즘이 다른 슈퍼커패시터의 성능 향상을 위해서는 전극-전해질 계면의 안정성 확보가 필수적이다.

이에 아주대 연구팀은 기존 슈퍼커패시터 시스템의 전극-전해질 계면의 불안정성 문제를 해결하기 위해 친환경적인 천연고무 추출 물질인 '콘다고구검'과 미역 추출물인 '알긴산나트륨'을 활용한 공액 KS 첨가제를 개발했다.

연구팀은 이번 연구가 차세대 친환경 에너지 저장 장치의 핵심 기술로 자리 잡을 것으로 기대하고 있다. 첨가제와 동일한 바이오 고분자로 제작된 전극은 유연성이 우수하고 대면적 제작이 쉽다는 특성을 지니고 있어 웨어러블 전자기기뿐만 아니라 대규모 에너지 저장 시스템에도 적용 가능할 것으로 전망된다.

윤 교수는 "이번 연구를 통해 슈퍼커패시터의 전극-전해질 계면 안정성을 획기적으로 개선함으로써 친환경적이고 산업적으로도 적용 가능한 에너지 저장 기술을 개발했다"며 "향후 다양한 분야에서의 응용을 통해 후속 연구를 계속 진행할 계획"이라고 말했다.

한편 이번 연구는 과학기술정보통신부·한국연구재단, 글래스고 대학교 스타트업 펀드, AMRITA Seed Grant의 지원을 받아 수행됐다.

[ 경기신문 = 박민정 기자 ]