국내 연구진, 그래핀 이용한 '초용량 축전지' 개발

[아시아경제 김수진 기자]교육과학기술부는 7일 카이스트 최장욱 교수와 강정구 교수 공동 연구팀이 그래핀을 이용해 용량이 큰 '초용량 축전지' 제조기술을 개발했다고 밝혔다.

카이스트 최장욱 교수

초용량 축전지는 에너지 저장 용량이 적지만 출력이 큰 기존 축전지의 저장용량을 향상시켜 전지와 축전지의 장점을 모두 가지고 있는 것이 특징이다. 최근 탄소 나노튜브나 그래핀을 이용해 축전지의 에너지 저장 용량을 늘릴 수 있음이 확인됐다.

이번 연구는 탄소로 이뤄진 그래핀에 질소 원소를 가미(도핑)해 에너지 저장 용량을 증가시킨 것이다. 질소를 도핑한 그래픽 축전지는 전해액의 이온과 결합이 더 쉬워져 도핑을 하지 않은 경우에 비해 저장 에너지가 4배가량 늘어난다는 설명이다. 이는 기존 다른 재료로 구현한 축전지보다 저장용량이 2배에 달하는 것을 의미한다.

카이스트 강정구 교수

이번에 개발된 그래픽 축전지는 23만회에 달하는 충전-방전 평가에서도 성능이 저하되지 않았다. 그래핀 고유의 유연한 성질을 살려 구부러지는 축전지로도 구현할 수 있다. 옷으로도 착용할 수 있는 에너지 저장 수단인 셈이다.

최 교수는 "이번 연구는 그래핀 가장자리에만 질소를 도핑할 수 있을 것이라는 기존 연구 결과를 뒤집고 중앙 부분에도 도핑할 수 있다는 것을 확인하는 성과도 올렸다"며 "향후 그래핀 초용량 축전지가 차세대 전기자동차, 스마트 그리드 등의 분야에서 고출력 에너지 저장 장치로 중요한 역할을 할 것이라 기대한다"고 말했다.

이번 연구 결과는 나노과학분야 권위지인 나노레터스(Nano letters)지 온라인판에 발표됐다.

김수진 기자 sjkim@