한·미 연구진이 청정용매 또는 다기능성 용매로 불리는 이온성 액체를 이용해 고출력 에너지저장 전극 재료(나노복합체)를 만들어 내는데 성공했다.
한국기초과학지원연구원(원장 정광화, 이하 기초연) 물성과학연구부 허윤석, 최봉길 박사 연구팀은 미국 메릴랜드 대학 이상복 교수팀과 공동으로 이온성 액체로 `다공성 코발트하이드록사이드·이온성 액체 나노복합체`를 개발했다. 또 한영규 박사팀은 이 나노복합체를 활용해 전극계면에서의 이온 전도도 향상에 관한 반응 메커니즘을 규명했다.
이 연구결과는 나노과학 국제학술지 `ACS 나노` 2월 18일자 인터넷판에 게재됐다.
연구진은 이 나노복합체 제조에 이온성액체를 이용했다. 이온성액체는 소금처럼 양이온과 음이온이 결합한 염화합물이다. 1018가지 물리화학적 조합이 가능해 `디자이너용매`로도 불린다.
연구진은 이 나노복합체를 전극 활물질로 활용해 슈퍼캐패시터의 성능을 좌우하는 충·방전 속도와 사이클 수명이 모두 향상된 것을 확인했다.
충·방전 속도는 기존 나노물질 기반의 전극재료에 비해 2~3배이상 빨라졌고, 충·방전 사이클 수명은 5~10%가량 개선됐다.
허윤석 박사는 “1000 사이클의 충■ 방전 실험을 실시하는 동안 비정전용량이 거의 감소하지 않았다”며 “고에너지 및 고출력 특성을 갖는 에너지 저장 전극활물질을 구현했다는 점에서 의미가 있다”고 말했다.
대전=박희범기자 hbpark@etnews.com