미국 플로리다대학 연구팀이 기존 배터리 충전 시간과 사용 횟수를 대폭 늘릴 수 있는 새로운 배터리 기술을 개발하는 데 성공했다고 한다. 연구팀이 개발한 기술을 이용하면 스마트폰 배터리를 몇 초 안에 충전할 수 있고 3만 회 이상 내구성을 지닌 배터리 개발이 가능하다고 한다.

플로리다대학 나노과학기술센터 연구팀은 전기이중층(electrical double layer)이라는 물리적 현상을 이용해 축전량을 높인 전기이중층 캐패시터를 일반 배터리처럼 쓸 수 있도록 하는 기술 연구를 오랫동안 계속해왔다. 하지만 이 전기이중층 캐패시터의 축전량을 리튬이온 배터리와 똑같게 하려면 콘덴서 자체가 너무 커진다는 게 문제였다.





연구팀은 배터리 극을 그래핀으로 대표되는 2차원 모양 나노 소재로 코팅하는 기술을 고안했다. 이 기술을 이용한 2차원 형상 나노 소재로 코팅한 와이어를 쓴 전기이중층 캐패시터를 개발한 것. 전자의 고속 이동이 가능해 고속 충전을 할 수 있고 높은 에너지 밀도를 지닌 전기이중층 캐패시터를 만들 수 있게 됐다고 한다.

앞서 밝혔듯 이 기술을 이용하면 3만 회 이상 충전할 수 있는 내구성을 기대할 수 있고 스마트폰 배터리라면 몇 초 만에 충전할 수 있는 배터리 개발이 가능하다고 한다.

연구팀은 2차원 모양 나노 소재를 기존 시스템에 어떻게 통합할지 여부가 오랜 과제였지만 이번에 개발한 화학 합성법을 이용하면 기존 소재와 2차원 모양 나노 소재를 적절하게 결합시킬 수 있다면서 돌파구가 화학 합성에 있었다는 점을 밝히고 있다.

또 작은 전자라면 이 기술은 에너지 밀도나 안정성 면에서 기존 기술을 크게 능가한다고 밝히고 있다. 물론 아직까지는 실증 모델 개발에 성공한 단계로 상용화까지는 아직 시간이 더 걸릴 것으로 보인다. 연구팀은 이번에 발명한 배터리 기술에 대한 특허를 신청하는 중이라고 한다. 관련 내용은 이곳에서 확인할 수 있다.

이장혁 IT칼럼니스트  hymagic@naver.com

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