비틀고 구겨도 '끄떡 없다'…신축성 에너지저장소자 개발

포스텍·KITECH 공동연구팀, 레이저 기술로 완성

[포항=뉴시스] 포스텍 화학공학과 김진곤 교수. (사진=포스텍 제공) 2024.04.20. [email protected]

[포항=뉴시스] 강진구 기자 = 포스텍은 화학공학과 김진곤 교수·김건우 박사와 한국생산기술연구원(KITECH) 양찬우 박사·박성주 석사 공동 연구팀이 신축성이 우수한 소형 에너지 저장 소자를 개발했다고 20일 밝혔다.

폴더블 (foldable)과 롤러블 (rollable)을 넘어 이제 스트레쳐블 (stretchable) IT 기기를 사용하는 시대가 다가오면서 부피가 작으면서 신축성을 가진 에너지 저장 소자의 개발이 불가피한 실정이다.

마이크로 슈퍼커패시터(micro supercapacitor·MSC)가 이 같은 전자 기기를 구동하는 에너지 공급원으로 각광 받고 있다.

하지만 현재까지 MSC 집전체에 고체 금속인 금(Au)을 사용해야 하기 때문에 변형이 아주 제한돼 왔다.

매우 높은 전도성을 가지면서 액체의 특성으로 인해 변형이 용이한 갈륨-인듐 합금 액체 금속 (EGaIn)을 MSC 집전체로 이용할 수 있지만 EGaIn의 액체 특성으로 인해 정밀한 집전체 패턴 제작이 매우 어려운 한계점이 있어 왔다.

연구팀은 이번에 레이저의 강한 에너지를 이용해 EGaIn을 손쉽고 정밀하게 패턴화해 MSC의 집전체로 적용했다.

그 결과 이 방법으로 제작된 MSC는 1000번 이상 자유자재로 늘이고 줄여도 에너지 저장 성능이 변하지 않았다.

[포항=뉴시스] 포스텍은 화학공학과 김진곤 교수·김건우 박사와 한국생산기술연구원(KITECH) 양찬우 박사·박성주 석사 공동 연구팀이 신축성이 우수한 소형 에너지 저장 소자를 개발했다고 20일 밝혔다. 사진은 연구 관련 이미지. (사진=포스텍 제공) 2024.04.20. [email protected]  *재판매 및 DB 금지

이 소자는 비틀거나 접거나 구겨도 안정적인 에너지 공급이 가능하다는 것도 입증됐다.

이번 연구 결과는 전자 공학 분야 세계적인 학술지인 'npj 플렉시블 일렉트로닉스' 최근 호에 게재됐다.

이 연구는 과학기술정보통신부 창의후속연구사업과 한국생산기술연구원의 제품생산 유연성 확보를 위한 뿌리공정기술 개발사업의 지원으로 진행됐다.

포스텍 김진곤 교수는 "레이저 기술은 정밀한 작업이 가능하면서 공정 속도도 매우 빨라 신축성이 우수한 에너지 저장 소자를 개발하고 상용화에 할 수 있을 것으로 판단한다"고 말했다.


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