경남과기대 (안건형 교수)·성균관대(차승남 교수) 연구팀
차세대 웨어러블 IT 기기 확대적용 기대

경남과기대 에너지공학과 안건형 교수(사진 왼쪽)와 성균관대학교 물리학과 차승남 교수

충전기가 필요 없이 기계적 마찰(터치 등)을 이용한 섬유형 에너지 발생＆저장 기술. (a), (b) 에너지 발생 및 저장 기능 일체형 섬유의 단면. (c), (d) 기계적 마찰에 의해 발생한 전위차에 의한 섬유형 슈퍼캐패시터 충전 원리 시뮬레이션 결과. 경남과기대 제공

섬유(옷)에서 에너지를 생성하고, 저장하는 신기술을 국내 연구팀이 개발했다.

경남과학기술대 안건형(에너지공학과) 교수와 성균관대 차승남(물리학과)교수팀이 차세대 섬유 기반의 에너지 자립화(발생＆저장) 기술 개발에 성공했다고 5일 해당 대학측이 밝혔다.

이 연구 결과는 첨단 에너지 소재 분야의 세계적 학술지인 ‘Advanced Energy Materials’(IF=24.8, 2020. 01. 21 게재)과 첨단 기능성 소재 분야의 세계적 학술지인 ‘Advanced Functional Materials’(IF=15.6, 2020. 01. 29 게재)에 연속해 표지 논문으로 게재됐다고 대학 측은 전했다.

이 연구는 한국연구재단이 주관하는 중견연구자지원사업과 생애 첫 연구 등 지원으로 수행됐다.

이번에 개발한 기술은 전류가 제어된 전기 도금법을 이용해 얇은 2차원 나노구조를 탄소섬유 표면에 붙여 이를 아연-이온 슈퍼커패시터의 전극으로 이용해 별도의 충전기 없이 자체적으로 에너지 충전이 가능한 섬유형 슈퍼커패시터 개발에 성공했다. 특히 접고, 뒤틀고, 꼬아도 99%의 에너지 저장 유지성능을 보였으며, 물속에서도 작동하는 방수성능도 확보했다고 연구진은 강조했다.

그동안 섬유에 에너지를 저장하는 기존 슈퍼커패시터는 에너지 저장용량 발전에 한계가 있어 새로운 소재와 디바이스 모색이 절실한 상태였다.

안건형 경남과기대 에너지공학과 교수는 “이번 연구는 4차 산업혁명에서 요구하는 미래형 웨어러블 에너지 저장 장치에 있어 반드시 해결해야 할 핵심기술이자 원천기술”이라며 “앞으로 인체 부착형 전자기기와 지능형 로봇 등 차세대 산업 분야에 다양하게 적용할 수 있을 것”이라고 기대했다.

차승남 성균관대 물리학과 교수는 “이 연구는 섬유 기반의 에너지 발생 및 저장의 새로운 핵심 기술을 제안하는 것으로서, 급격히 증가하는 모바일과 웨어러블 기기 등을 감안하면 앞으로 활용이 더욱 기대되는 기술”이라고 의미를 설명했다. 이선규 기자 sunq17@busan.com

이선규 기자 sunq17@busan.com