대학소식

군산대 이경구 교수팀, 안전성 개선한 슈퍼커패시터 개발

군산대학교는 화학과 이경구 교수팀(사진)이 최근 안정성을 개선한 슈퍼커패시터를 개발했다고 16일 밝혔다.

리튬이온이차전지와 슈퍼커패시터 같은 이차전지는 쉽게 인화되는 유기용매를 포함하고 있어 화재 및 폭발 위험성이 높다.

이 교수팀은 슈퍼커패시터에 불연성 유기용매(트리메틸 포스페이트, trimethyl phosphate)를 전해질로 활용해 화재 및 폭발 위험을 근본적으로 방지했다. 이차전지의 안전성을 향상한 것이다.

이차전지의 성능은 에너지 △밀도 △수명 △안전성 등 다양한 속성에 의해 결정되며, 각 속성 간 트레이드오프(trade-off) 관계가 있어 이들을 동시에 향상하기는 상당히 어려웠다. 

이러한 이유로 지금까지 안정성이 높은 이차전지 제품을 개발하지 못했다.

하지만 이 교수팀이 개발한 전해질은 다른 성능은 유지한 채 슈퍼커패시터의 난연성을 확보해 이차전지 성능 향상의 근본적 한계를 극복했다.

이 교수는 "이차전지의 성능 향상을 위한 기초 소재 연구가 더욱 활발해지기를 기대한다"며, "새롭게 개발한 전해질 기술을 활용해 안전한 슈퍼커패시터를 제품화하는 것이 궁극적인 목표"라고 말했다.

해당 연구는 군산시의 지원(지역 맞춤형 전기차 클러스터 전문인력양성)을 받아 수행했으며, 'High-voltage and intrinsically safe supercapacitors based on a trimethyl phosphate electrolyte'라는 제목으로 국제학술지 'Journal of Materials Chemistry A'(인용지수 12.732, JCR 랭킹 상위 6.58%) 9월호 온라인판에 게재됐다.

한편, 슈퍼커패시터(supercapacitor)는 축전용량 성능이 향상된 커패시터로서 화학반응을 이용한 리튬이온 배터리와 달리 전극과 전해질 계면에서 이온의 물리적 흡착을 통해 전기를 저장하는 장치를 말한다.

이 장치는 주로 고출력이 필요한 전기자동차의 전력 보조장치로 사용되며, 발전된 전력과 부하 전력 차이를 조절해 신재생에너지 발전시스템의 높은 전력 품질을 확보하는 데에도 활용된다.
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