[첨단 헬로티] 꿈의 전기소재가 있다. 탄소나노소재다. 탄소나노소재는 휘어지는 배터리, 투명 디스플레이 등 차세대 스마트기기의 전극재료로 손꼽힌다. 최근 이 탄노소재의 활용도를 높일 수 있는 기술이 국내 연구진에 의해 세계 최초로 개발됐다. 답은 우리가 흔히 먹는 빵을 만드는 방법에 있었다. ▲ 한국전기연구원 한중탁 박사 <사진 : 한국전기연구원> 실용화 과정에서 몸살 앓던 꿈의 전기소재 과학기술정보통신부 국가과학기술연구회 산하 전기전문 연구기관인 한국전기연구원(KERI)의 나노융합연구센터 한중탁 박사팀이 전기소재 연구에 한 획을 그었다. 꿈의 전기소재라 불리는 탄소나노소재의 활용도를 높일 수 있는 방법을 개발한 것이다. 탄소나노소재는 탄소가 육각형 모양으로 이뤄져있는 나노스케일의 전도성 소재다. 그 종류로는 ‘탄소나노튜브’와 꿈의 신소재라 불리는 ‘그래핀’ 등이 있다. 탄소나노소재는 우수한 전도성과 기계적 물성을 바탕으로, 기존 실리콘 기반의 딱딱한 반도체 소자를 뛰어넘어 구부러지는 전자소자를 만드는 데 필수 재료로 손꼽힌다. 스마트폰 터치패널이나 액정 디스플레이 등에 활용되는 유연 투명전극을 비롯해 최
한-미 공동 연구진이 태양광으로 수소에너지를 생산하는 전극 소재의 효율을 획기적으로 끌어올렸다. 아주대학교 조인선 교수는 스탠퍼드대학교 샤올린 쳉 교수(Xiolin-Zheng)와 한현수 연구원 연구팀과 함께 세계 최고 수준 태양광-수소 전환 효율을 갖는 전극 소재 개발에 성공했다. 이번에 개발된 광전극은 무작위로 배향된 기존 광전극 소재 대비 12배 이상 높은 전하 수송 효율과 3배 이상 높은 표면 촉매 반응 효율을 보였다. 친환경 에너지 기술이 업그레이드됐다. 그것도 꿈의 기술이라 불리는 ‘태양광-수소’ 기술이다. 태양광-수소 기술은 반도체와 촉매를 이용해 태양광과 물로 수소를 생산하는 친환경 에너지 기술이다. 이 기술은 친환경 에너지 발전을 상승시키는 중요 기술로 평가받아왔지만, 한계가 있었다. 기존의 광전극 소자 기술로는 효율을 높이기 어려웠다. 태양광-수소 생산 기술의 상용화를 위해서는 10% 이상의 전환 효율이 필요하다. 하지만 대표적인 광전극 소재인 티타늄 산화물(TiO2), 산화철(Fe2O3) 등은 소재의 높은 전자·정공 재결합률, 낮은 전기 전도도 등이 효율 저하의 가장 큰 걸림돌로 작용했다. 영원한 한계는 없
에너지 저장성이 우수한 신규 금속유기구조체 전극소재 개발 전력난 해결을 위한 수단으로 각광받고 있는 에너지 저장 시스템(ESS: Energy Storage System)은 풍력, 조력, 태양열, 수력, 화력 발전과 같은 수단을 이용해 발생한 에너지의 잉여 에너지를 저장하는 시스템이다. 이러한 시스템은 최소의 비용으로 대용량을 달성하는 데 그 성패가 달려 있다. 그러나 기존 리튬 이차전지의 경우, 높은 생산 단가와 안정성 문제 때문에 대용량 전력 수요 대비를 위한 에너지 저장 시스템으로의 적용에 한계가 있었다. 전기화학적 특성이 우수한 프러시안 블루 아날로그 소재 수계 이차전지는 낮은 생산 단가와 유지보수 비용 및 높은 안정성을 바탕으로 차세대 에너지 저장 시스템의 전력저장원으로 부각되고 있다. 또한 이러한 차세대 전지의 고성능화를 위해서는 고성능 전극 소재 개발이 필수적이다. 최근 들어 새로운 에너지 소재로 각광받고 있는 프러시안 블루 아날로그 소재는 전이금속과 시안화 그룹(Cyanide Group)이 화학적으로 결합되어 있는 소재로서 1nm 수준의 격자상수와 시안화 그룹에 의한 전기화학적 차폐 효과(Shielding Effect)로 인해 높은 밀도의 게스트
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