늘어나는 섬유 전지 세계 최초 개발

늘어나는 섬유 전지 세계 최초 개발

 

섬유처럼 신축성있고 발화 가능성이 없으며, 심지어 세탁까지 가능한 웨어러블용 '섬유 전지'가 국내 연구진에 의해 세계 최초로 개발됐다. 한국 과학 기술 연구원(KIST) 에너지 저장 연구단 이중기. 유계성 박사팀은 세계 최초로 상온에서 액체 상태로 존재하는 갈륨(Ga)과 인듐(In) 공융 화합물을 사용해 이차 전지를 대체할 '금속 공기 전지'(air-cell)의 음극재를 개발했다고 2018년 03월 26일 밝혔다.

 

'금속 공기 전지'는 양극에 산소를 사용한 차세대 이차 전지로 가볍고 에너지 밀도가 높다. 그러나, 유연성을 지닌 대부분의 금속 공기 전극은 얇은 와이어나 시트 형태이거나 스프링 구조를 갖거나 신축성 있는 기재 사이에 단위 전지셀을 배치한 형태이다. 또한 기재 표면에 전극층을 코팅해 여러 개의 기재들을 옷감 직물 구조처럼 엮거나 꼬아서 섬유처럼 유연성과 신축성을 확보하도록 고안했지만 한계가 있었다.

 

이에 연구진은 기존 알루미늄과 아연에 기반한 공기 전지 보다 에너지 밀도가 높고 수축 복원력과 구부림이 뛰어난 웨어러블용 전기 저장 장치 '공융 액체 금속 공기 전지' 기술을 개발했다. 갈륨(Ga)과 인듐(In)으로 된 공융 액체 '금속 공기 전지'는 섬유실처럼 생겼다. 1mm 이하로 구부릴 수도 있어서 옷처럼 입고 다니는 웨어러블 전지 재료로 제격이다. 게다가 알루미늄이나 아연에 비해 성능이 2-3배 향상됐다. 리튬 전지 보다 폭발 위험도 적을 뿐만 아니라 대량 생산 공정에도 용이하다고 연구진은 설명한다.

 

KIST 이중기 박사는 "이 전지는 4차 산업 혁명 웨어러블용 에너지 저장 시스템에 새로운 해법을 제시할 것"으로 기대했다. 과학 기술 정보 통신부 지원으로 한국 연구 재단 중견 연구 사업 및 해외 우수 신진 연구자 지원 사업으로 수행된 이번 연구 결과는 화학. 물리 분야 국제 학술지인 '어드밴스드 에너지 머티리얼즈'(Advanced Energy Materials) 2018년 03월 14일 온라인에 실렸다.