초음파 스프레이로 최고 성능 ‘슈퍼커패시터 전극’ 만들어

[테크월드=양대규 기자] 국내 연구진이 초음파로 이차전지 신소재를 만드는 기술을 개발됐다. 울산과학기술원(UNIST)은 권태혁·백종범·박노정 교수팀이 초음파 에너지와 미립자화 반응을 결합한 초음파 스프레이 화학반응을 이용해 탄소나노 소재 내에 질소를 고정하는 기술을 개발했다고 밝혔다. 기술은 탄소와 다른 원자의 결합을 쉽게 만들 수 있어, 이차전지 재료 등 신소재 분야에 다양한 응용을 할 수 있다.

초음파는 잠수함 음향탐지기(sonar)나 의료진단, 가습기 등에 주로 사용된다. 연구진의 초음파 스프레이는 가습기가 물 입자를 미세하게 만들어 공기 중에 뿌리는 것처럼, 탄소 나노소재 잉크를 미세 입자로 만들어 압축 질소 기체로 뿌린다. 이 과정에서 탄소 나노소재에 질소가 효과적으로 고정된다.

기술은 화학반응이 잘 일어나지 않는 질소나 산소 등의 기체를 탄소 나노 재료에 손쉽게 고정시키는 혁신적인 방법이다. 질소나 산소가 고르게 도포된 재료는 기존 탄소 나노소재보다 우월한 성능을 나타냈다.

또한, 연구진은 이렇게 만든 탄소 나노 재료를 통해, 세계 최고 성능의 슈퍼커패시터 전극도 개발했다. 충·방전이 가능한 이차전지의 일종인 슈퍼커패시터는 에너지 용량은 적지만, 출력이 높아 항공우주·군사·자동차에서 활용도가 높다.