인하대 이근형 교수 연구팀, 고성능 신축형 슈퍼커패시터 개발

고무처럼 늘어나는 ‘에너지 저장소자’
차세대 웨어러블 기기 핵심 기술 기대

공동연구팀이 개발한 고무처럼 늘어나면서 반응물질을 가지고 있는 기능성 고체 전해질./제공=인하대

인하대학교는 최근 이근형 화학·화학공학융합학과 교수 연구팀이 한양대 ERICA 유원철 교수팀과 공동으로 고성능 신축형 슈퍼커패시터를 개발했다고 27일 밝혔다.

슈퍼커패시터는 빠른 충전과 방전이 가능해 순간적으로 높은 전력을 요구하는 전자기기에 적합한 에너지 저장 장치이다. 하지만 에너지 저장용량이 낮고, 잘 휘어지지 않아 웨어러블 기기에 적용하기 어려웠다.

공동 연구팀은 고무처럼 유연한 이온젤 전해질에 전기화학 반응이 가능한 특수 유기물질을 첨가해 고무밴드처럼 늘었다 줄어도 안정적으로 에너지를 저장할 수 있게 했다.

또한 일반적으로 사용하는 전극이 아닌 전해질에 직접 반응물질(레독스 분자)을 넣는 새로운 방식을 사용해 슈퍼커패시터의 에너지 저장용량을 높였다.

이러한 접근법은 복잡한 전극 설계 없이도 에너지 용량을 획기적으로 늘릴 수 있고, 제조가 간편할 뿐 아니라 성능도 우수해 웨어러블 전자기기, 스마트 의류, 인공피부 등 미래형 기기의 핵심 부품으로 활용될 수 있다. 이번 연구 성과는 최근 세계적 권위의 국제학술지인 Advanced Functional Materials에 게재됐다.

이근형 인하대 화학·화학공학융합학과 교수는 "몸의 움직임에 따라 자유롭게 늘어날 수 있는 차세대 전해질 소재와 소자를 구현했다"며 "무엇보다 전해질을 똑똑하게 설계해 기존 방식의 한계를 극복했다는 점에서 이번 연구 성과가 중요하다"고 말했다.

한편, 공동연구팀은 한국연구재단, 한국화학연구원, 정보통신기획평가원(IITP)의 지원을 받아 연구를 수행했다. 인하대 김민수 박사과정생이 제1저자로, 한국화학연구원 조경국 박사가 공동 교신저자로 참여했다. 인천=주관철 기자 orca2424002@