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아주대 권오필 교수 공동 연구팀이 태양전지(PSCs)의 장기 안정성과 광전 변환 효율을 동시에 향상시킬 수 있는 새로운 접착층 기술을 개발했다.이번 연구 성과는 ‘전자 결핍 분자간 접착제: 효율적이고 안정적인 페로브스카이트 태양전지를 위한 새로운 종류의 다기능 중간층(Electron-deficient intermolecular adhesives: a new class of multifunctional interlayers for efficient and stable perovskite solar cells)’이라는 제목의 논문으로 국제 학술지 <저널 오브 에너지 케미스트리(Journal of Energy Chemistry)> 온라인판에 4월 게재됐다. 이번 성과는 부산대 나노에너지공학과 서지연 교수, 경상국립대 김윤희 교수와의 공동 연구 결과다. 페로브스카이트 태양전지(Perovskite solar cells, PSCs)는 반투명 박막형 태양전지로, 높은 광전 변환 효율과 유연한 박막 특성으로 최근 차세대 태양전지로 주목받고 있다. 기존의 역구조 태양전지(PSCs)에서 전자 수송층으로 널리 활용되는 풀러렌(Fullerene, C60)은 반데르발스(Van der waals) 상호작용으로 페로브스카이트 박막과의 결합력이 감소했다. 이로 인해 태양전지(PSCs)의 효율이 저하되고 장기 안정성이 낮아지며, 외부 스트레스로 이러한 문제가 더욱 심화된다는 점이 상용화의 걸림돌로 작용해 왔다.공동 연구팀은 전자결핍성 분자접착제(Electron-deficient intermolecular adhesives, EDIAs)를 광활성층 페로브스카이트 박막과 전자수송층 풀러렌(Fullerene, C60) 박막의 계면(界面)에 적용해 이러한 문제를 효과적으로 개선했다.연구팀은 전자결핍성 분자접착제 물질을 태양전지(PSCs)에 도입하고 X선 광전자 분광법(X-ray photoelectron spectroscopy, XPS)과 자외선 광전자 분광법(Ultraviolet photoelectron spectroscopy, UPS)을 포함한 심층 분석을 진행해 전자결핍성 분자접착제 물질이 태양전지의 장기 안정성과 광전 변환 효율을 향상시키는 메커니즘을 규명했다. 더불어 외부의 기계적 스트레스가 작용하는 조건에서도, 균열 발생을 현저히 감소시켜 소자의 안정적인 작동에 기여할 수 있음을 밝혔다.이번 연구는 산업통상자원부와 한국기술진흥원의 국제협력연구개발 프로그램 한-스위스 국제공동기술개발사업과 과학기술정보통신부와 교육부가 지원하는 한국연구재단의 기초과학연구 프로그램 및 램프사업의 지원을 받아 수행됐다.* 위 사진 - 전자결핍성 분자접착제(Electron-deficient intermolecular adhesives, EDIAs) 물질 적용 및 결과를 보여주는 이미지. a,b) 박막 계면의 EDIAs 물질 작용 원리와 분자 간 결합에 대한 DFT 계산 결과 c,d) 향상된 원자 및 분자 간 결합력을 실험적으로 분석한 XPS 측정 결과 e) EDIAs 물질 적용에 따른 C60박막의 band gap과 Fermi-level의 변화 f) EDIAs 물질 적용에 따라 향상된 태양전지 소자의 장기 안정성 측정 결과 g) EDIAs 물질 적용에 따라 향상된 태양전지 소자의 성능 측정 결과
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아주대 윤태광 교수 연구팀이 차세대 이차전지 아연 이온 배터리에 사용되는 바나듐 산화물의 성능과 수명을 획기적으로 향상시킬 수 있는 효과적 접근법을 제시했다. 윤태광 교수(응용화학과·대학원 분자과학기술학과)는 산소 결함이 도입된 바나듐 산화물을 전기변색 아연 이온 전지의 양극 소재에 적용해 전지의 에너지 저장 및 변색 성능뿐 아니라 수명까지 획기적으로 향상시키는데 성공했다고 밝혔다.해당 연구 내용은 ‘우수한 전기변색-전기화학적 성능을 가진 전기변색 아연 이온 배터리용 비화학량론적 바나듐 산화물의 산소 관련 결함 공학 연구(Investigation of oxygen-related defect engineering in nonstoichiometric vanadium oxides for electrochromic zinc-ion batteries with superior electrochromic-electrochemical performance)’라는 제목으로 에너지 및 화학 소재 분야 저명 국제 학술지 <케미컬 엔지니어링 저널(Chemical Engineering Journal)> 5월호에 게재됐다.아주대 윤태광 교수가 교신저자로, 석사과정 김용한 학생이 제1저자로, 석사과정 이혜강 학생이 제2저자로 참여했다. 건국대 정지원 교수는 공동 교신저자로, 김일규(박사과정) 학생은 제1저자로 함께 했다. 아연 이온 전지는 높은 에너지 밀도와 안정성, 경제성까지 갖추고 있어 기존 리튬 이온 전지의 한계를 극복하기 위한 다양한 대체 이온 전지 중에서도 특별히 주목받고 있다. 특히 ‘리튬(Li)’과 다르게 ‘물’과도 안정적인 상태를 유지하는 아연의 특성으로 인해, 물을 용매로 사용하는 전해질 시스템(수계 전해질)의 적용이 가능하다. 이처럼 친환경적이고, 폭발의 위험성을 현저히 줄일 수 있다는 게 바로 아연 이온 전지의 가장 큰 장점이다. 학계와 산업계에서는 아연 이온 전지를 유연 전지나 전기변색 전지 등의 최첨단 분야에 적용하기 위해 활발히 연구를 이어가고 있다. 유연하면서도 전기변색이 가능한 배터리는 스마트 윈도우나 투명 디스플레이 같은 분야에 활용될 수 있다. 이 과정에 양극재로 이용되는 재료인 무기화합물 바나듐 산화물은 전기변색의 재료로 많은 주목을 받고 있다. 바나듐 산화물에서 전기변색 메커니즘과 에너지 저장 메커니즘이 모두 이온의 삽입과 탈리 반응을 통해 일어난다는 통일성이 있기 때문이다. 하지만 낮은 저장 용량과 전도도가 실제 활용에의 한계로 존재해왔고, 바나듐 산화물 양극재의 성능 향상을 위해 다양한 연구가 진행되어 왔다. 윤태광 교수팀이 개발한 전기변색 아연 이온 전지 그림 개략도 (a) 전기변색 아연 이온 전지의 모식도 (b) 산소 결함이 포함된 바나듐 산화물 양극재의 반응식과 모형그러나 그동안 시도되어 온 연구들은 모두 바나듐 산화물의 전기화학적 성능만을 향상시키는 방식이었으며, 전기변색과 전기화학 모든 측면을 고려한 바나듐 산화물 양극재에 대한 연구는 미비했다. 이에 아주대 연구팀은 전기변색-전기화학의 모든 성능을 고려하며, 안정성까지 높일 수 있는 바나듐 산화물 기반 양극재 개발을 주요 연구 방향으로 잡았다.아주대 연구팀은 바나듐 산화물에 산소 결함을 도입하는 기술을 통해 비화학양론적 바나듐 산화물을 개발했다. 연구진이 개발한 Ec-VO 양극재는 기존 V2O5에 비해 비표면적을 넓히는 동시에 Zn2+ 확산 동역학을 증가시킬 수 있는 최적의 열처리 조건에서 제작됐다. 이 활물질은 전기변색 아연 이온 전지 양극재로서 에너지 저장 용량이 증가되고 수명이 늘어났을 뿐 아니라 착색 효율까지 개선했다.윤태광 아주대 교수는 “이번에 개발한 기술을 도입하면 간단한 공정과 낮은 비용으로 양극을 개발할 수 있어, 앞으로 전기변색 에너지 저장 시스템 개발에 널리 활용될 수 있을 것으로 기대한다”라며 “앞으로 다양한 분야에서 후속 연구를 진행할 계획”이라고 전했다. 이번 연구는 과학기술정보통신부·한국연구재단, 한국기술진흥원의 지원을 받아 수행됐다. * 위 사진 - 왼쪽부터 아주대 윤태광 교수, 석사과정 김용한 학생, 건국대 박사과정 김일규 학생, 건국대 정지원 교수
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- 작성일2025-05-23
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- 영국화학회 발간 학술지 <JMCA>, 이준우 교수 ‘2025 이머징 인베스티게이터’ 선정- <JMCA>에 우수 신진 연구자 연구성과 시리즈로 소개응용화학과 이준우 교수팀이 유독 기체인 이산화질소(NO₂)를 더욱 민감하고 안정적으로 감지할 수 있는 화학 센서를 구현해냈다. 앞으로 대기오염 물질의 감지나 산업현장 환경 모니터링 등을 위한 차세대 센서로 활용될 것으로 전망된다. 이준우 교수(응용화학과·대학원 분자과학기술학과) 공동 연구팀은 이산화질소(NO₂) 감지를 위한 고성능의 화학 센서 제작에 성공했다고 밝혔다. 이번 연구는 ‘에틸렌글리콜 측쇄가 유도한 국소 응집체 기반 저결정성 공액 고분자의 NO₂ 감지 성능 및 안정성 향상(Enhancing NO₂ sensing performance and stability: low-crystallinity conjugated polymers with localized aggregates via ethylene glycol pendants)’이라는 제목으로 영국화학회 발간 재료화학분야 권위지 <저널 오브 머터리얼즈 케미스트리 A(Journal of Materials Chemistry A)> 4월28일자 뒤 표지논문으로 게재됐다. 해당 논문은 아주대 이준우 교수(응용화학과·대학원 분자과학기술학과)와 한국과학기술연구원(KIST) 장지수 선임연구원(전자재료연구센터)의 공동 연구 결과다. 이산화질소(NO₂)는 대표적인 대기오염 물질로 주로 자동차 배기가스, 화력발전소, 공장 같은 산업시설의 연소 과정에서 발생한다. 특히 도시 지역에서는 교통량의 증가와 활발한 산업 활동 등으로 이산화질소(NO₂) 농도가 높게 유지되어 호흡기 질환과 알레르기를 유발하며, 미세먼지 생성의 주요 원인 중 하나로 작용하고 있다. 이에 세계보건기구(WHO)는 이산화질소(NO₂)를 인체에 유해한 1군 대기오염 물질로 분류하고 있다. 이산화질소(NO₂)가 적정 수준을 초과하는 경우 건강에 심각한 영향을 줄 수 있기에 ▲대기질 모니터링 ▲공장 및 실내 환경 감시 ▲산업 안전 관리 등의 분야에서 정확한 이산화질소(NO₂) 센싱 기술은 필수적이다. 그러나 지금까지 상용화된 대부분의 고분자 기반 센서는 여러 한계를 보여왔다. 탐지 가능한 감도가 높지 못하거나, 감도는 높지만 고온다습한 환경에서 성능 저하를 보이는 경우가 많은 것. 때문에 센서를 실제 여러 환경에서 안정적으로 적용하는 데에 어려움이 존재했다. 특히 고감도 센서의 구현을 위해서는 센서의 고분자 안으로 이산화질소(NO₂) 분자가 원활하게 확산되어야 하는데, 이를 위해 고분자의 결정성을 낮추면 전기전도성이 떨어지고 반대로 전기전도성을 높이기 위해 결정성을 높이면 가스 분자의 확산성이 떨어지는 ‘결정성-확산성 간의 상충(trade-off)’이 중요한 기술적 과제로 남아 있었다. 아주대-KIST 공동 연구팀의 이번 연구는 바로 이러한 기존 센서 기술의 한계를 해결하고자, 전도성과 확산성을 동시에 확보할 수 있는 새로운 분자 설계 전략을 제시했다는 점에서 주목받고 있다. 연구팀은 공동 연구를 통해 이산화질소(NO₂)를 더욱 민감하게 감지할 수 있는 새로운 형태의 전도성 고분자 센서를 개발했다. 연구팀의 센서는 높은 온도와 습한 환경에서도 안정성을 유지하면서 고감도 센싱이 가능하다. 이번 연구의 에틸렌글리콜 측쇄구조(곁사슬, side chain)에 따른 고분자 형태 및 센서 기작 모식도 고감도 고분자 센서의 개발에 있어 기존 공정에서 가장 큰 난관으로 존재해온 ‘결정성-확산성 간의 상충’을 위해 연구팀은 유기화합물인 에틸렌글리콜 기반의 측쇄(곁사슬) 구조를 도입해 고분자의 결정성을 낮추고, 사슬 간 전자 이동을 촉진하는 국소적 응집체(localized aggregates)를 유도하는 방식으로 설계를 진행했다.이러한 비결정성 구조는 전기전도성을 향상시킬 뿐만 아니라, 고분자 내부로의 이산화질소(NO₂) 분자 확산성과 친화력을 동시에 증가시켜 감도를 높이는데 크게 기여한다. 이로 인해 연구팀은 기존에 널리 활용되어온 고분자(PC8TT)에 비해 약 3배 향상된 이산화질소(NO₂) 감지 성능을 확인할 수 있었으며, 고온 환경에서도 형태 안정성을 유지함을 확인했다. 또한 에틸렌글리콜 측쇄의 극성과 흡습성이 습한 환경에서도 감도 저하 없이 센서의 성능을 유지하게 하는 주요 요인으로 작용해, 실제 도시 환경과 같은 조건에서도 안정적인 감지가 가능함을 보여줬다.이준우 교수는 “이번 연구는 고분자 센서의 민감도와 내열성을 동시에 높일 수 있는 분자 설계 전략을 제시했다는 점에서 의미가 크다”며 “새로 개발한 고분자 물질을 활용하면 가볍고 유연한 소자의 제작이 가능해, 앞으로 대기오염 물질 감지나 산업현장 환경 모니터링 등에 적용될 차세대 센서 기술로의 발전이 기대된다”라고 말했다.이번 연구는 한국연구재단 세종과학펠로우십, 아주대학교 교내 연구비 지원을 받아 수행됐다. 아주대 연구진은 고분자 합성 연구를, 한국과학기술연구원(KIST) 연구진은 센서로의 응용 연구를 맡았다. 한편 이준우 아주대 교수는 <저널 오브 머터리얼즈 케미스트리 A(Journal of Materials Chemistry A, JMCA)> 주관 ‘2025 이머징 인베스티게이터(Emerging investigator)’로 선정됐다. 영국화학회(Royal Society of Chemistry) 발간 학술지 <JMCA>는 신진 연구자 가운데 매해 재료화학 분야에서 눈에 띄는 성과를 낸 연구자들을 ‘이머징 인베스티게이터’로 선정해왔다. <JMCA>는 우수 신진 연구자들의 눈에 띄는 연구성과를 시리즈로 소개하고 있다. * 위 이미지 설명 - <저널 오브 머터리얼즈 케미스트리 A(Journal of Materials Chemistry A)> 4월28일자의 ‘뒤 표지논문’으로 게재된 공동 연구팀의 성과. 위의 큰 이미지가 공동 연구팀의 성과를 설명하는 이미지다. 자동차에서 나온 대기오염 물질인 이산화질소(NO2)를 보다 민감하게 센싱해, 이를 스마트기기로 모니터링할 수 있음을 보여준다. 이미지 출처 <Journal of Materials Chemistry A>
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- 작성일2025-05-20
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우리 학교 물리학과 이형우 교수팀이 머신러닝 기술을 활용해 현미경 이미지로 물성을 유추할 수 있는 새로운 접근법을 제시했다. 이에 낮은 비용으로 빠르게 물성을 진단할 수 있는 새로운 기술의 개발에 기여할 수 있을 전망이다.아주대 물리학과∙대학원 에너지시스템학과 이형우 교수(위 사진 왼쪽)는 LSMO 박막의 전기적·자기적 특성을 추론하기 위한 머신러닝 기반 접근법을 제안, 해당 내용을 <어드밴스드 사이언스(Advanced Science)> 4월26일자 온라인판에 게재했다고 밝혔다. 대학원 석사과정의 유상혁(사진 가운데), 장민우(사진 오른쪽) 학생도 이번 연구에 참여했다. 이번 연구는 ‘표면 형태 기반 머신러닝을 통한 La0.7Sr0.3MnO3 박막의 강자성 분석(Machine Learning Approach to Characterize Ferromagnetic La0.7Sr0.3MnO3 Thin Films via Featurization of Surface Morphology)’이라는 제목의 논문으로, 인하대 컴퓨터공학과 이선우 교수팀과의 공동연구 결과다.La0.7Sr0.3MnO3(LSMO)는 강자성 금속성과 거대자기저항(CMR) 특성을 가진 페로브스카이트 산화물로, 스핀트로닉스 및 전자소자 분야에서 주목받고 있다.그러나 LSMO의 물성이 ▲박막 두께 ▲격자 변형 ▲산소 결손 ▲양이온 비율 등 다양한 물질 구조 및 조성 등에 민감하게 의존하며, 다양한 변인들이 복합적으로 상호작용하기 때문에 미시적 격자구조와 전자기적 물성 간의 연관성을 정확히 규명하는 것은 여전히 어렵다.이에 연구팀은 LSMO 박막의 표면 형상(surface morphology)을 기반으로 전기적·자기적 특성을 추론하기 위한 머신러닝 기반 접근법을 제안했다. 기판(SrTiO₃) 위에 서로 다른 산소 분압 조건에서 성장된 LSMO 박막을 이용, 원자힘현미경(AFM)을 통해 표면 형상을 정밀 측정한 것. 이를 통해 표면 형태에 대한 대량의 데이터를 확보하고, 각각의 박막 샘플에 대해 ▲온도 별 전기저항 ▲금속-절연체 전이 온도 ▲자기이력곡선 및 큐리온도 등의 다양한 전기적·자기적 데이터 또한 얻었다. 연구팀은 확보된 대규모 데이터를 기반으로, 표면 형상과 전자기적 물성 간의 비선형 관계를 모델링할 수 있는 앙상블 기반 인공신경망 모델을 개발했다. 이렇게 개발된 머신러닝 모델은 결과적으로 시료의 원자힘현미경(AFM) 이미지로부터 해당 샘플의 전자기적 물성을 정량적으로 예측할 수 있었으며, 이를 통해 LSMO 박막을 다섯 가지 대표적인 유형으로 분류할 수 있음을 확인했다. 특히 물성 발현의 원리가 매우 복잡한 강상관계 산화물에서 그동안 ‘결과적 산물’로 간주되던 표면 형상이 오히려 전기적·자기적 특성을 내포하고 있다는 점을 머신러닝을 통해 정량적으로 입증했다는 점에 큰 의의가 있다. 이형우 교수는 “기존에는 전자구조 및 자기특성을 분석하기 위해 복잡한 측정 장비를 필요로 했고, 많은 분석 결과 간의 교차 검증이 요구되었다”며 “이번 연구에서 제안한 머신러닝 기반 방법론을 이용하면, 단순한 원자힘현미경(AFM) 이미지 만으로 물성을 유추할 수 있어, 앞으로 저비용으로 빠르게 물성을 진단하는 기술의 개발에 기여할 수 있을 전망”이라고 설명했다. 더불어, 연구팀이 제안한 FMC(Ferromagnetic Material Classifier) 모델은 LSMO 외에도 다양한 강자성 물질에 적용이 가능해 격자 변형, 결함, 이온 이탈 등의 변수에 따라 표면 형상이 민감하게 변하는 물질계에 특히 유효하게 활용될 수 있을 전망이다. 이에 앞으로 머신러닝 방법을 이용한 응집물질물리 및 응용물리학 분야에 큰 파급효과를 불러올 것으로 보인다. 이번 연구는 한국연구재단의 G-LAMP사업, 중견연구, 기초연구실지원사업(BRL)의 지원을 받아 수행됐다.아주대 이형우 교수팀의 연구 성과를 설명하는 그림. 머신러닝 기술을 활용해, 낮은 비용으로 빠르게 물성을 진단할 수 있도록 하는데 기여할 전망이다
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- 작성일2025-05-16
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우리 학교 윤태광 교수팀이 슈퍼커패시터의 성능과 수명을 획기적으로 개선할 수 있는 천연고무 기반 전해질 첨가제를 개발했다. 친환경·저비용 소재를 활용함으로써 고성능의 에너지 저장 기술 중 하나인 슈퍼커패시터의 지속 가능성을 확보하는 데 중요한 이정표가 될 것으로 기대된다.윤태광 교수(응용화학과·대학원 분자과학기술학과) 연구팀은 바이오 고분자를 활용한 새로운 전해질 첨가제를 개발해 슈퍼커패시터의 성능과 수명을 대폭 향상시키는데 성공했다고 밝혔다. 연구 결과는 ‘바이오 고분자 공액 전해질 첨가제로 안정적인 전극-전해질 계면을 구현한 장수명 슈퍼커패시터(Long-lasting supercapacitor with stable electrode-electrolyte interface enabled by a biopolymer conjugate electrolyte additive)’라는 제목의 논문으로 <에너지 스토리지 머티리얼즈(Energy Storage Materials)> 4월호 온라인판에 게재됐다. 윤태광 교수가 교신저자로, 아주대 이성훈 석박사 통합과정 학생과 박지영 석사과정생 그리고 윤형섭 중앙대 석박사 통합과정 학생이 공동 제1저자로 참여했다. 슈퍼커패시터(supercapacitor)는 무궁한 발전 가능성을 가진 차세대 에너지 저장 기술로, ‘리튬(Li)’을 사용하지 않아 환경친화적인데다 대규모의 전기 에너지를 저장할 수 있다는 점에서 산업계와 학계의 주목을 받고 있다. 고속 충·방전이 가능하고 반영구적 수명을 가져 기존 배터리의 한계를 보완할 수 있는 대안으로 각광받고 있는 것. 현재 전기차와 신재생 에너지 발전 등 여러 분야에서 보조전력으로 활용되고 있으며, 앞으로 더 다양한 분야에서 폭넓게 쓰일 것으로 기대된다. 슈퍼커패시터는 기존의 배터리와 에너지 저장 메커니즘이 다르다. 배터리는 화학 반응을 통해 에너지를 저장해 이온의 확산이 중요한 역할을 하나, 슈퍼커패시터는 전극과 전해질 계면에서의 ‘표면 제어 반응(surface-controlled reaction)’을 통해 에너지를 저장한다. 따라서, 슈퍼커패시터에서는 전극과 전해질 사이 계면에서 일어나는 반응이 전기화학적 성능을 좌우하는 핵심 요소로 작용한다.이러한 이유로 슈퍼커패시터의 성능 향상을 위해서는 전극-전해질 계면의 안정성 확보가 필수적이며, 이를 위한 다양한 연구가 진행되어왔다. 그동안 ▲고분자 코팅 ▲3D 프린팅 기반의 셀프-힐링 잉크 적용 ▲원자층 증착(ALD) 기법을 활용한 표면 개질 등 여러 방법이 시도되어 왔지만 공정 복잡성, 낮은 친환경성, 높은 비용, 대량 생산의 어려움 등으로 인해 상용화에는 한계가 있었다. 특히 고출력 특성을 유지하면서도 장시간 동안 안정적인 계면 특성을 확보하는 것이 중요한 과제다. 전극과 전해질 사이의 계면이 시간이 지남에 따라 불안정해지고, 부반응 부산물이 누적되어 전기화학적 성능이 저하되기 때문이다. 이에 아주대 연구팀은 장기 수명 확보와 안정적인 구동, 친환경성까지 모두 충족하는 고성능 시스템의 개발을 목표로 잡았다.a. 아주대 윤태광 교수팀이 개발한 슈퍼커패시터의 개략도. b. 전극을 나타내는 그림 개략도와 c. 전해질 첨가제 제작 과정을 나타내는 그림 개략도. 천연고무 생산과정에서 버려지는 물질인 콘다구검(gum kondagogu)과 미역에서 추출한 알긴산나트륨(sodium alginate)으로 만들어진 이 첨가제는 저비용·고효율에 친환경적이다 아주대 연구팀은 기존 슈퍼커패시터 시스템의 전극-전해질 계면의 불안정성 문제를 해결하기 위해 친환경적인 천연고무 추출 물질인 콘다고구검(gum kondagogu)과 미역 추출물인 알긴산나트륨(sodium alginate)을 활용한 공액 KS(gum kondagogu/sodium alginate) 첨가제를 개발했다. 이 첨가제는 수계 전해질 내에서 뛰어난 용해도를 자랑하며 이온 전도도와 이동도를 개선해, 기존 전해질 대비 성능을 비약적으로 향상시킨다.특히 황산(H₂SO₄) 기반 전해질에 KS 첨가제를 소량만 추가해도 계면 특성이 크게 향상되었으며, 3만회의 충·방전 후 용량 유지율이 기존 58%에서 93%로 향상되는 성과를 보였다. 이는 전극 표면에 형성된 보호층이 부산물 생성을 억제하고, 이온과 전자의 원활한 이동을 돕기에 가능한 결과다.KS 첨가제 기반 전해질은 기존의 화학 합성 전해질과 비교해 공정이 간단하고 비용이 낮아 산업적 적용 가능성이 높다. 또한 KS 첨가제는 천연 다당류 기반의 바이오 고분자로서 원료가 풍부하고 재활용이 가능하며 가격이 낮아, 대량 생산 및 공정 확대(scale-up)에 용이하다는 점에서 높은 확장성을 가진다. 연구팀은 이번 연구가 차세대 친환경 에너지 저장 장치의 핵심 기술로 자리 잡을 것으로 기대하고 있다. 특히 첨가제와 동일한 바이오 고분자로 제작된 전극은 유연성이 우수하고 대면적 제작이 쉽다는 특성을 지니고 있어 웨어러블 전자기기뿐만 아니라, 대규모 에너지 저장 시스템에도 적용 가능할 것으로 전망된다.윤태광 교수는 “이번 연구를 통해 슈퍼커패시터의 전극-전해질 계면 안정성을 획기적으로 개선함으로써 친환경적이고 산업적으로도 적용 가능한 에너지 저장 기술을 개발했다”라며 “향후 다양한 분야에서의 응용을 통해 후속 연구를 계속 진행할 계획”이라고 말했다.이번 연구는 과학기술정보통신부·한국연구재단, 글래스고 대학교(University of Glasgow) 스타트업 펀드, AMRITA Seed Grant의 지원을 받아 수행됐다.아주대 연구팀이 만든 대면적 KS/CNT 전극의 유연성을 보여주는 이미지. 다양한 기계적 변형에도 손상 없이 구조적 안정성을 유지해, 웨어러블 전자기기 등의 에너지 저장 시스템으로 활용될 수 있을 전망이다 * 위 사진 - 왼쪽부터 아주대 윤태광 교수, 이성훈 석박사 통합과정 학생, 박지영 석사과정 학생 그리고 중앙대 윤형섭 석박사 통합과정 학생
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- 작성일2025-05-08
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