한국교통대 김성룡 교수팀, '에너지 저장 필름' 기술 개발

［충북일보］ 한국교통대학교 나노화학소재공학전공 김성룡 교수 연구팀이 차세대 전자소자와 전기파워시스템에서 적용 가능한 '그래핀 플루오라이드 기반 최첨단 고성능 에너지 저장 필름' 개발에 성공했다.

연구책임자인 김 교수는 "지금까지의 고분자 기반 에너지 저장 소재는 200도 이하의 낮은 온도에서만 사용이 가능해 많은 제약이 있었다"며 "이번에 개발된 고분자 기반 복합재료는 고온에서 사용되는 차세대 전자소자와 전기파워시스템에도 사용할 수 있다"고 말했다.

해당 기술은 방탄복에 적용되는 나노섬유로 코팅된 층 위에 절연 특성을 가지는 그래핀 플루오라이드 나노시트를 초음파 스프레이 공정으로 샌드위치 구조를 만들기 때문에 대면적의 플렉시블 에너지 저장 필름을 만들 수 있다.

특히 개발된 에너지 저장 필름은 500도에서도 우수한 열적 안정성과 세계 최고의 에너지 방전 밀도를 가지는 고강도의 플렉시블 소재로 전기자동차, 우주·항공 시스템, 웨어러블 디바이스 등에서 사용이 가능하고 배터리도 대체할 수 있다.

교통대 연구팀은 최첨단 소재인 그래핀 플루오라이드에 대한 연구를 국제적으로 선도해 온 경험을 바탕으로 미국 펜실바니아주립대학, 한국과학기술연구원, 한국세라믹기술원, 강원대 등의 연구자들과 공동연구를 주도해 고온에서도 성능이 우수하면서도 플렉시블한 고강도의 에너지 저장 필름을 개발할 수 있었다.

김 교수는 "앞으로도 지방대학의 한계를 극복하기 위해 국내외 연구자들과 협업해 우수한 연구성과를 내도록 하겠다"고 했다.

한편, 한국연구재단의 중견연구지원사업과 한국산업기술평가관리원의 소재부품기술개발사업의 지원으로 수행된 이 연구의 결과는 엘세비어 출판사에서 발행하는 세계적인 학술지인 화학공학저널(Chemical Engineering Journal, 임팩트 팩터 13.3)에 게재됐고, 해외특허를 출원한 상태다.

충주 / 윤호노기자