▲서울대 재료공학부 황철성 교수(왼쪽)와 박민혁 박사.(사진=서울대)

서울대학교 공대는 재료공학부 황철성 교수와 박민혁 박사의 연구팀이 신소재를 이용한 차세대 고성능 에너지 저장용 커패시티(축전기)를 개발했다고 11일 밝혔다.

기존에 많이 연구하던 티탄산지르콘산연(PZT)나 폴리비닐리덴디플루오리드(PVDF) 기반의 커패시터의 경우에 단위 부피당 저장할 수 있는 에너지 밀도가 제한되는 문제가 있었다.

또 PZT는 납성분에 의한 환경문제, PVDF는 낮은 녹는점으로 고온에서의 응용이 불가한 문제가 각각 있었다. 이에 연구팀은 (Hf,Zr)O2라는 새로운 물질을 이용함으로써 에너지 밀도를 기존의 10~15 J/cm3에서 최대 46 J/cm3까지 증가시키는 결과를 가져왔다.

또한 기존의 물질들이 고온에서는 에너지 저장밀도가 급격히 감소하는 특성을 보이는 반면, 신규 물질은 175도의 고온까지도 에너지 저장밀도가 전혀 감소하지 않는 특성을 보였다.

황 교수는 “최근 휴대용 전자기기의 사용이 급증하면서 새로운 에너지원이나 저장수단 개발이 큰 숙제로 떠올랐다”며 “신소재 고성능 커패시터 기술을 활용하면 미래의 에너지 저장기술을 획기적으로 발전시킬 수 있을 것”이라고 말했다.

이번 연구 결과는 세계적으로도 우수성을 인정받아 에너지 및 응용 물리 분야의 권위 있는 저널인 어드밴스드 에너지 머터리얼스에 7월 1일자로 온라인에 게재됐다.