나노기술 및 정책 정보

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● 윤기로 박사(한국생산기술연구원) 및 최선진ㆍ최준명 교수(한양대) 공동 연구팀은 겔 전해질 내부에 고분자 나노섬유를 도입하는 방식으로 낮은 수명 문제를 해결

● 연구팀은 겔 전해질 내부에 자체 중량의 수백 배 물을 흡수할 수 있는 고흡수성 수지 폴리아크릴산(PAA)으로 구성된 나노섬유를 도입하여, 전기 방사 기술로 PAA 나노섬유를 교차 정렬 형태로 제조

● 연구팀은 전기 방사 과정에서 늘어난 나노섬유의 길이 방향을 따라 내부 고분자 사슬이 배열돼 친수성 작용기의 밀도가 높아짐을 확인하고, 분자동역학 시뮬레이션으로 고흡수성 나노섬유를 따라 빠르게 수분이 모여드는 현상을 관찰

● 또한, 연구팀은 열처리 과정에서 PAA와 PVA가 가교 되어 나노섬유가 물에 녹지 않고 구조를 안정적으로 유지하여, 순수 겔 전해질 대비 3배가량 향상된 출력 밀도와 60시간 이상의 긴 충ㆍ방전 수명을 달성한 것을 확인

● 본 연구는 아연공기전지 상용화에 필수적인 겔 전해질 성능 향상을 위한 새로운 방향성을 제시하였으며, 연구팀은 향후 안정적인 겔 전해질 기술 및 유연 소자 개발을 통해 웨어러블 아연공기전지 조기 상용화에 주력할 계획

Energy Storage Materials (2024.06.24.), Internally connected porous PVA/PAA membrane with cross-aligned nanofiber network for facile and long-lasting ion transport in zinc-air batteries