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국내 연구진이 전도성 고분자를 코팅한 탄소나노튜브(CNT: Carbon Nanotube)를 실처럼 꼬아서 급속 충·방전이 가능한 소형 슈퍼 커패시터(Capacitor)를 개발했다.
한양대 생체공학과의 김선정 교수 연구팀은 해당 연구논문을 과학 학술지 <네이처 커뮤니케이션즈>에 게재했다고 6월9일 발표했다.
소형 슈퍼 커패시터를 제조하기 위한 기존공법은 얇은 필름을 나노튜브 안에 말아 넣거나 마이크로 패턴을 새겨 넣는 방식이어서 경제성이 낮거나 대용량 기기에 활용하기 어려운 문제가 있었다.
연구팀은 전도성 고분자가 코팅된 탄소나노튜브 시트를 나선 모양으로 꼰 지름 20마이크로미터의 커패시터와 집전장치 역할을 하는 지름 25마이크로미터의 금속 와이어를 서로 꼬아 섬유형 슈퍼 커패시터를 개발했다.
섬유 내부의 다공성구조 덕분에 전해질의 이온들과 접촉하는 단위 표면적이 넓어져 높은 에너지 저장밀도를 갖게 되는 것이 장점이며, 이온들이 원활하게 이동할 수 있는 다양한 크기의 공간이 존재해 충·방전 속도도 무척 빠르다고 연구진은 밝혔다.
김선정 교수는 “신규 개발한 슈퍼 커패시터는 특성이 매우 안정적이고 강하면서 유연성이 매우 뛰어나 에너지 저장수단과 인공근육 소재로 응용될 수 있을 것”이라고 기대했다.