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한국과학기술연구원(KIST) 전북분원 김남동·정현수 박사와 김정길 전북대 교수, 이진우 KAIST 교수, 임형규 강원대 교수 공동연구팀이 탄소나노튜브 섬유에 아연을 균일하게 입히는 전기도금 기술을 개발했다. 기존 섬유형 아연전지는 길이가 대체로 10㎝ 안팎이었으나, 아연 음극 연속생산 공정을 적용해 1m 길이 전지를 제작했다. 이 전지는 1만 회 굽힘 후에도 초기 용량의 89.8%를 유지했고, 섬유형 양극과 결합한 전지는 충·방전 800회 후 초기 용량의 85%를 유지했다. 연구팀은 탄소나노튜브 표면에 산소 기능기를 도입하고 나노튜브를 한 방향으로 정렬해 아연이 고르게 쌓이도록 하면서 덴드라이트 성장을 억제했다. 연구 결과는 국제학술지 '어드밴스드 에너지 머티리얼스'에 지난 7월 2일 온라인 게재됐다.
11월 1일
한국과학기술연구원(KIST)은 전북분원 초물성전도소재연구센터 김남동·정현수 박사 연구팀이 섬유형 아연 음극을 미터급으로 연속 생산할 수 있는 기술을 개발했다고 29일 밝혔다. 연구는 전북대 김정길 교수, KAIST 이진우 교수, 강원대 임형규 교수와 공동으로 진행됐다. 연구팀은 산소 기능기를 도입한 탄소나노튜브를 정렬·집적해 복합 섬유 음극을 구현했으며, 이를 통해 수계 아연전지의 수명 저하 원인인 덴드라이트 성장과 수소 발생·부식 반응을 억제했다. 섬유형 양극과 결합한 완전전지는 800회 충·방전 후 초기 용량의 85%를 유지했고, 섬유 전극 전용 연속 전기도금 시스템으로 제작한 1m 길이 전지는 1만 회 반복 굽힘 후에도 초기 용량의 89.8%를 유지했다. 기존 섬유형 아연전지 길이는 대체로 10cm 내외였으며, 연구 결과는 국제학술지 'Advanced Energy Materials'에 7월 2일자로 온라인 게재됐다.
10월 29일
한국화학연구원 손은호·김주현 책임연구원 연구팀은 한국기술교육대학교 배진우 교수 연구팀과 공동으로 스프레이 코팅을 이용한 자가발전 섬유 제조 기술을 개발했다고 19일 밝혔다. 자가발전 섬유는 물체가 닿았다 떨어질 때 발생하는 정전기를 전기에너지로 변환하는 소재로, 기존에는 고전압 장비로 섬유를 뽑고 별도 코팅 공정을 거쳐야 했다. 연구팀은 두 종류의 고분자 소재를 혼합해 분사하는 방식으로 한 번의 분사만으로 섬유 형성과 전기 누출 저감 구조를 함께 구현했다. 개발된 섬유는 3만 차례 접촉·분리 반복 후에도 초기 수준의 출력 성능을 유지했고, 12개 센서를 키패드에 적용한 스마트 도어락에서 별도 전원 없이 비밀번호 입력 감지와 잠금장치 작동을 확인했다. 연구팀은 대량생산 공정 개선과 신뢰성 평가를 거쳐 5~7년 내 웨어러블 기기와 자가발전 센서 제품에 적용할 수 있을 것으로 예상한다고 밝혔으며, 성과는 국제학술지 'Advanced Composites and Hybrid Materials' 9월호에 게재됐다.
10월 19일
UNIST 에너지화학공학과 고현협 교수팀이 물속 양이온 농도 차를 이용해 직류 전기를 생산하는 초박막 수분 발전기를 개발했다. 맥신 나노시트와 셀룰로스 나노섬유로 만든 박막 내부에 한쪽으로 갈수록 좁아지는 물 통로를 형성해 좁은 구역의 양이온 농도를 높이는 방식이다. 소자 하나는 가로 5mm·세로 7mm, 발전 박막 두께는 15μm이며, 3μL의 물 한 번 주입으로 20시간 이상 전압을 유지하고 최대 약 45시간 전압을 출력했다. 2개 층으로 쌓은 단위 소자 48개를 직렬 연결해 디지털시계를 구동했고, 수돗물·바닷물·땀 등 다양한 액체에서 전력 생산이 가능했다. 연구는 과기정통부 한국연구재단 기초연구사업 등의 지원으로 수행됐으며, 8월 12일 '어드밴스드 머티리얼즈'에 온라인 게재됐다.
9월 10일
UNIST 에너지화학공학과 고현협 교수팀이 물속 양이온의 농도 차를 이용해 직류 전기를 생산하는 초소형 박막 수분 발전기를 개발했다고 9일 밝혔다. 발전기 박막 내부에 한쪽으로 갈수록 좁아지는 물 통로를 만들고, 통로 벽을 물속에서 음전하를 띠는 맥신과 셀룰로스 나노섬유로 구성해 좁은 구역의 양이온 농도가 넓은 구역보다 높아지도록 설계했다. 발전기 크기는 가로 5mm, 세로 7mm이고 발전 박막 두께는 15μm이며, 3마이크로리터의 물로 20시간 이상 전압을 유지하고 최대 약 45시간 전압을 출력했다. 유연한 구조로 여러 층을 쌓을 수 있고 수돗물·바닷물·땀 등 다양한 액체로 전력 생산이 가능했다. 연구는 UNIST 나상윤 박사와 정건영 박사가 공동 제1저자로 참여했다.
9월 9일