DGIST 신물질과학전공 이성원 교수와 난다나팔리(Nandanapalli) 박사 후 연구원(사진=DGIST 제공)
DGIST 신물질과학전공 이성원 교수 연구팀이 전자기기 작동에 필요한 에너지를 공급하는 '초박막 슈퍼커패시터'를 개발하는데 성공했다.
이 저장장치는 기존보다 더 얇고 유연하며 우수한 기계적 안정성도 함께 갖추고 있어, 향후 전자 피부와 같은 다양한 웨어러블 기기와 함께 폭넓게 활용될 수 있을 것으로 기대된다.
원격진료사회가 가까워지며 웨어러블 소자 및 센서 개발이 많은 주목을 받고 있으나 작고 유연하게 만들어 물리적인 힘에도 안정적인 작동을 보장하게끔 개발하는 연구는 아직 시작단계에 머물러 있는 것이 현실이다.
DGIST 신물질과학전공 이성원 교수 연구팀은 기존에 딱딱한 배터리 대신 슈퍼커패시터를 0.1밀리미터(mm) 이하의 초박막 형태로 제작했다.
DGIST 이성원 교수 연구팀이 개발한 마이크로 슈퍼커패시터 (사진=DGIST 제공)
이는 머리카락보다 얇은 두께로, 종이처럼 접어도 안정적인 에너지 공급이 가능할 만큼의 기계적 유연성을 갖추고 있기 때문에 웨어러블 소자와 함께 피부에 붙여 보조 에너지 공급원으로 이용하는 것이 가능하다.
연구팀이 완성한 슈퍼커패시터는 1000번의 충전과 방전에도 처음과 거의 동일한 저장용량을 보여, 기존 배터리보다 물리적으로 매우 유연하면서도 반복되는 충·방전에도 물성이 변하지 않는 장점을 지닌다.
이 교수 연구팀은 스프레이 용액공정으로 그래핀 잉크를 도포해 활성 전극으로 활용하는 대량 생산 방식을 적용했다.
신물질과학전공 이성원 교수는 "기존의 배터리나 슈퍼커패시터에 비해 얇고, 피부처럼 굴곡진 표면에서도 강한 접착력과 내구성을 보장하는 슈퍼커패시터를 개발하는데 성공했지만, 기존 배터리와 비교하면 총 에너지 저장용량이 다소 낮아 관련 연구를 계속 진행할 예정"이라고 말했다.