-20℃에서·망치로 내려쳐도 말랑말랑'한 슈퍼커패시터 전해질 작성일 10-29 46 목록 <div id="layerTranslateNotice" style="display:none;"></div> <strong class="summary_view" data-translation="true">포스텍</strong> <div class="article_view" data-translation-body="true" data-tiara-layer="article_body" data-tiara-action-name="본문이미지확대_클릭"> <section dmcf-sid="FK9YBzsARg"> <figure class="figure_frm origin_fig" contents-hash="a25ea6ce9dda4819530bf7699a94f29de914743e83b05abba228f62751b1298f" dmcf-pid="392GbqOcLo" dmcf-ptype="figure"> <p class="link_figure"><img alt="젤리 형태의 전해질에 망치를 내려쳐 강도 실험을 하는 장면. 포스텍 제공" class="thumb_g_article" data-org-src="https://t1.daumcdn.net/news/202610/29/dongascience/20261029163324855bfze.png" data-org-width="680" dmcf-mid="V83MCO6bMP" dmcf-mtype="image" height="auto" src="https://img3.daumcdn.net/thumb/R658x0.q70/?fname=https://t1.daumcdn.net/news/202610/29/dongascience/20261029163324855bfze.png" width="658"></p> <figcaption class="txt_caption default_figure"> 젤리 형태의 전해질에 망치를 내려쳐 강도 실험을 하는 장면. 포스텍 제공 </figcaption> </figure> <p contents-hash="ef4d7299ab6863f16d328ad336776541a3b141dceb16f1f38b8bf1bdca861402" dmcf-pid="02VHKBIkML" dmcf-ptype="general">-20℃에서도 얼지 않고 망치로 내리쳐도 충격을 흡수하는 젤리 형태의 전해질이 개발됐다. 유연하게 구부러지는 에너지 저장장치에 활용될 것으로 기대된다.</p> <p contents-hash="9eac1df1a8a4da9348cc03b5e8364328175a3a103759edb72f64115eef8d0b1e" dmcf-pid="pVfX9bCEdn" dmcf-ptype="general">포스텍은 김연수 신소재공학과 교수와 조창신 배터리공학과·화학공학과 교수 공동연구팀이 -20℃에서도 유연성을 유지하며 외부 충격도 흡수하는 유연 슈퍼커패시터용 하이드로겔 전해질을 개발했다고 29일 밝혔다. 연구결과는 국제학술지 '케미컬 엔지니어링 저널'에 9월 28일 게재됐다. </p> <p contents-hash="e071acb87ea3d7c5f42ea4dc8404db73820e5a614fc7ddcf8c8f5f461db73c89" dmcf-pid="Uf4Z2KhDJi" dmcf-ptype="general">슈퍼커패시터는 전하를 다량 모았다가 방출하는 방식으로 전기에너지를 저장하는 장치다. 화학 반응을 통해 전기를 화학에너지 형태로 바꿔 저장하는 배터리와는 개념이 다르다. </p> <p contents-hash="6be7dc4e46fc14e71d0c55ab4f0e9656c9f1f0593f7184e15f1daa63b43f97eb" dmcf-pid="u485V9lwJJ" dmcf-ptype="general">슈퍼커패시터는 전류가 흐르는 두 개의 전극 사이에 이온이 녹아있는 전해질을 끼운 형태다. 충전하면 전극 표면에 전하가 축적되고 이온이 이동하며 전기에너지가 저장된다.</p> <p contents-hash="e3e1902f2d7776a8b340fbf654e0b2fa08495de54433fa29d236d76e34d6561a" dmcf-pid="7861f2Sred" dmcf-ptype="general">몸에 붙이는 패치나 소프트 로봇처럼 유연성이 필요한 기기에는 휘고 눌려도 멈추지 않는 에너지 저장장치가 필요하다. 고분자 그물망 속에 물이 함유된 '하이드로겔'은 젤리처럼 말랑한 특성 덕에 에너지 저장장치에 활용될 전해질로 주목받는다. </p> <p contents-hash="7062278e189fa66a39ad062ab990256565fac8a3a2ba750f240f5d13dc56bdae" dmcf-pid="z6Pt4Vvmde" dmcf-ptype="general">영하의 온도에서는 하이드로겔 속 물이 얼어서 딱딱해지고 외부의 힘에 의해 쉽게 부서진다. 온도가 낮아지면 전해질 속 이온의 이동 속도도 느려져 슈퍼커패시터의 성능이 저하된다. </p> <p contents-hash="f845359a605f12fdf0a5aa56650669621e99b616ca66e5ca679c9e8690255cb7" dmcf-pid="qPQF8fTsMR" dmcf-ptype="general">연구팀은 물이 풍부해 이온이 원활하게 이동하는 층과 점토와 고분자로 이뤄져 외부 충격에 강한 층으로 이뤄진 이중층 구조를 설계했다. 연구팀은 하이드로겔을 진한 염화리튬 용액에 담가 물이 쉽게 얼지 않게 했다.</p> <figure class="figure_frm origin_fig" contents-hash="542e74356ca1b2478faeb32bbc3d801e91023b8b4cac3571a3d4175d35aab139" dmcf-pid="Bga9Li3GJM" dmcf-ptype="figure"> <p class="link_figure"><img alt="하이드로겔 전해질 연구 모식도. 포스텍 제공" class="thumb_g_article" data-org-src="https://t1.daumcdn.net/news/202610/29/dongascience/20261029163326264weqn.jpg" data-org-width="680" dmcf-mid="4iBoYyJ6i8" dmcf-mtype="image" height="auto" src="https://img3.daumcdn.net/thumb/R658x0.q70/?fname=https://t1.daumcdn.net/news/202610/29/dongascience/20261029163326264weqn.jpg" width="658"></p> <figcaption class="txt_caption default_figure"> 하이드로겔 전해질 연구 모식도. 포스텍 제공 </figcaption> </figure> <p contents-hash="6edaf0ccbb088af857ab164431c7232ae2d24c96a6092022cb39ea5e5cfad72b" dmcf-pid="baN2on0Hix" dmcf-ptype="general">연구팀이 개발한 전해질은 이온이 흐르는 정도인 이온전도도가 기존 하이드로겔보다 2.4배 높다. 잘 찢어지지 않고 버티는 힘인 '인성'도 약 21배 더 높다. -20℃로 냉각한 전해질에 쇠망치를 15cm 높이에서 떨어뜨려도 손상되지 않았다. </p> <p contents-hash="1d7d0053e9f63346b35e248a5dfa54e70634e281fcb4bf097b112d50036a4e8a" dmcf-pid="KNjVgLpXRQ" dmcf-ptype="general">이번에 개발한 전해질로 만든 슈퍼커패시터는 -20℃에서 180도까지 구부려도 정상 작동했고 5000번 충전과 방전을 반복한 뒤에도 처음 성능의 91.6%를 유지했다. </p> <p contents-hash="fd4da943dd5b4098666ff924fb1502e76e2ba8c9c80021e03b4f4fdbc30d74f4" dmcf-pid="9jAfaoUZiP" dmcf-ptype="general">김 교수는 "하이드로겔 안에서 힘을 견디는 영역과 이온을 전달하는 영역이 역할을 나누도록 설계해, 기계적 물성과 이온전도성을 함께 높인 것이 핵심”이라고 말했다. </p> <p contents-hash="0a59ec8aefc1b7a8c4f885720035a462a2a4f59ec77946d0400ac337eba1168e" dmcf-pid="2Ac4Ngu5J6" dmcf-ptype="general">연구에 참여한 박소연 신소재공학과 연구원은 "이번 소재가 추운 환경에서 사용하는 웨어러블 기기의 전원 기술에 도움이 될 것으로 기대한다"고 말했다. </p> <p contents-hash="baf8e016782397d1066857e69dea43c6e2bf3e90823163aaccb9938ad236c254" dmcf-pid="Vck8ja71R8" dmcf-ptype="general"><참고자료><br> doi: 10.1016/j.cej.2026.182426</p> <p contents-hash="9feae9085598574f9b731a2f35d9a28953f11b995f8928e349aff92197bb9802" dmcf-pid="fkE6ANztn4" dmcf-ptype="general">[김소연 기자 lecia@donga.com]</p> </section> </div> <p class="" data-translation="true">Copyright © 동아사이언스. 무단전재 및 재배포 금지.</p> 관련자료 이전 62개국 모인 IAEA 원자력 장관회의 폐막…SMR 상용화·재원 조달 논의 10-29 다음 위세아이텍, AI 플랫폼 앞세워 미국·중남미 공략…아이노션과 맞손 10-29 댓글 0 등록된 댓글이 없습니다. 로그인한 회원만 댓글 등록이 가능합니다.
