나노기술 및 정책 정보

• 목록

● 대구경북과학기술원(DGIST) 이성원 교수 연구팀은 단층 그래핀과 금속산화물 이종접합 물질을 이용해 얇고 유연하면서도 기계적 안정성이 우수한 에너지 저장소자 개발 성공

● 웨어러블 소자와 센서를 작동시키는데 필요한 에너지 저장소자인 슈퍼커패시터의 소형화나 유연화는 시작 단계에 머물러 있는 상황이며, 수퍼커패시터의 형체를 변형시킬 만큼 굽히면 안정성 확보가 어려워 실용화에 한계

● 대안으로 값싼 필름 형태의 에너지 저장소자가 활발하게 연구되고 있으며, 그 중 그래핀은 우수한 전기적 특성 및 넓은 표면적을 가지고 있어 수퍼캐패시터에도 활용 가능

● 해당 연구로 개발한 슈퍼캐패시터는 접어 사용하더라도 펼쳤을 때와 동일한 전기적 특성을 보장하는 장점을 가져, 웨어러블 제품의 에너지 소자로 피부에 부착되더라도 자유로운 움직임 속에서 안정적인 에너지 공급 가능

● 연구팀은 단층 그래핀 위에 금속 산화물을 성장·접합시켜 슈퍼캐패시터는 제작했으며, 산업 현장에서의 실질적인 활용이 많지 않던 단층 그래핀을 활용

● 해당 연구를 통해 완성한 수퍼캐패시터는 총 두께 30μm(마이크로미터), 단위 면적당 저장용량  7.76mF/cm2로, 1000번의 충전과 방전을 시행하여도 거의 동일한 저장용량을 보장해, 물성이 변하지 않는 장점 보유

● 연구팀은 슈퍼캐패시터지의 다른 상용 배터리보다 낮은 총 에너지 저장용량을 해결하기 위해 추가적인 연구를 계속해나갈 예정 

※ Nano Energy 게재(2021.06.24.), “Multifunctional Metal-oxide Integrated Monolayer Graphene Heterostructures for Planar, Flexible, and Skin-mountable Device Applications”