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| 기능화된 탄소나노트브의 물성과 전기화학 활성도. (자료제공=한국과학기술연구원) |
한국과학기술연구원(KIST)은 전북분원 기능성복합소재연구센터, 탄소융합소재연구센터 공동 연구팀이 에너지를 저장할 수 있는 섬유형 전극 소재를 개발했다고 7일 밝혔다.
탄소나노튜브 섬유는 유연하고 가벼우며 뛰어난 기계·전기적 특성을 보유해 웨어러블 디바이스의 기초소재로 관심을 모으고 있다. 하지만 비표면적이 작고 전기화학 활성이 부족해 기존 연구에서는 주로 집전체로만 이용하고, 표면에 활성물질을 코팅하는 방법이 주로 사용된다.
KIST 공동 연구팀은 파우더 형태의 탄소나노튜브를 산처리해 개질하고 섬유화함으로써 전기화학 활성과 우수한 물리적 특성을 갖춘 탄소나노튜브 섬유를 개발했다.
개질된 탄소나노튜브 섬유는 일반 탄소나노튜브 섬유 대비 에너지 저장능력이 33배 늘었고 기계적 강도는 3.3배, 전기 전도도는 1.3배 이상 증가했다.
섬유형 슈퍼 커패시터로 제작해 테스트한 결과, 매듭을 지었을 때 100%에 가까운 성능이 유지되고 5000번 구부림 테스트를 거친 후에도 95%의 성능을 유지했다.
KIST 전북분원 기능성복합소재연구센터 김승민 박사는 “최근 이차전지의 도전재로 활용되며 다시 주목을 받기 시작한 탄소나노튜브가 훨씬 다양한 분야에 활용될 수 있음을 확인했다”고 말했다.
정현수 KIST 박사(탄소융합소재연구센터)는 “탄소나노튜브 섬유는 우리가 보유한 원천기술과 선진국과의 기술격차가 크지 않아 경쟁력이 있는 분야”라며 “비정형 에너지 저장 핵심 소재로 응용하기 위한 연구를 지속하겠다”고 전했다.
이번 연구는 KIST 주요사업, 과학기술정보통신부 지역선도연구센터사업, 산업통상자원부 소재부품산업핵심기술개발 사업, 현대자동차 등의 지원을 받아 수행됐다.
류용환 기자 fkxpfm@viva100.com
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