전북대학교 이중희 교수팀(대학원 BIN융합공학과)이 미래형 전기 자동차 등에 사용될 수 있는 초고에너지 밀도를 가지는 완전 고체 상태의 슈퍼캐퍼시터용 소재를 개발해 세계 학계의 주목을 받고 있다.
과학기술정보통신부의 중견연구자 기초과학연구지원사업과 나노기술개발사업의 지원을 받아 수행된 이 연구는 관련 분야 세계 최고 학술지인 『어드밴스드 펀크셔널 머티리얼즈(Advanced Functional Materials)』(IF=13.33)의 최신 온라인판에 게재됐다.
이 교수팀이 새롭게 개발한 소재는 이러한 기존의 여러 단점들을 획기적으로 개선할 수 있는 원천 소재다. 계층적 다공구조를 가지는 황화(S) 니켈(Ni)-몰리브덴(Mo)과 질화(N) 니켈(Ni)-철(Fe)의 나노 판상형 소재를 합성해 슈퍼캐퍼시터의 전극소재로 활용했다.
이 슈퍼캐퍼시터는 고밀도로 에너지를 저장하면서 고출력을 낼 수 있어 기존의 난제들을 완전히 해소할 수 있다. 제조 방법도 비교적 간단하고, 특히 완전 고체 상태이기 때문에 운반이 쉽고, 유연해 다양한 형태로 만들 수 있어 다양한 전자 제품에 적용이 가능하다.
실제 실험에서 기존에 보고됐던 한계를 훨씬 뛰어넘는 킬로그램 당 약 82 와트(W)-시간(h)의 에너지 밀도와 약 13 킬로와트(kW) 전력 밀도를 나타내는 획기적 성능을 보였다.
또한 1만 회 이상을 사용해도 출력 성능이 96% 이상 유지돼 사용 연한까지 매우 길며, 높은 전력밀도까지도 고출력을 낼 수 있다는 장점을 갖고 있다.
이중희 교수는 “고효율 차세대 에너지 저장 장치 상용화를 위한 첫 발을 내딛었기 때문에 조속한 시일 내에 상용화가 가능할 것”이라고 밝혔다.
