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끈 모양 배터리 개발 성공…"웨어러블 기기 활용 기대"

KIST 연구진 "유연성 수축성 뛰어나면서도 전압 유지 가능"

(서울=연합뉴스) 신선미 기자 = 한국과학기술연구원(KIST) 연구진이 끈 모양의 배터리를 개발하는 데 성공했다. 원래 길이의 2배로 늘어나면서도 유연해, 다양한 형상의 웨어러블 기기에 이용될 수 있을 것으로 보인다.

이중기·리우구쳉(劉桂成·Guicheng Liu) KIST 박사팀은 새 음극 소재를 개발, 금속공기 전지를 끈 모양으로 제작했다고 26일 밝혔다.

금속공기 전지는 음극 소재로는 금속을, 양극으로는 공기 중 산소를 이용하는 전지다. 가벼우면서도 출력이 높아 차세대 이차전지로 주목받고 있으며, 가벼운 성질을 이용해 이를 웨어러블 기기용으로 개발하려는 시도가 많다.

하지만 지금껏 개발된 금속공기 전지는 음극 소재로 고체 금속을 썼기 때문에, 실제 웨어러블 기기에 적용할 만큼 유연하거나 신축성이 있지는 않았다.

이에 연구진은 갈륨(Ga) 90%에 인듐(In) 10%가 섞인 액체 금속을 음극 소재로 써, 이런 한계를 극복했다.

젤 전해질을 말아 끈처럼 만들고 그 위를 탄소 섬유로 덮어 전지의 틀을 완성했다. 또 틀 속에 액체 금속을 주입해 금속공기전지를 제작했다.

이렇게 만든 끈 모양의 전지는 마치 섬유를 만드는 실처럼 유연한 데다 수축성도 뛰어났다.

돌돌 마는 것도 가능했으며, 원래 길이의 2배까지 늘어났다.

전지를 늘렸다 줄이거나, 말더라도 전지의 전압(1.2V)은 유지됐다.

연구진은 이 전지를 대량생산하는 것도 가능해 실제 산업에 쓸 수 있는 가능성이 클 것으로 평가하고 있다.

이중기(왼쪽)·리우구쳉 KIST 박사 [한국과학기술연구원 제공]

이중기 박사는 "이 전지기술은 산업용 웨어러블용 에너지저장시스템(ESS·Energy Storage Systems) 개발에 새로운 해법을 제시할 것으로 기대한다"고 밝혔다.

이번 연구는 한국연구재단 중견연구사업의 지원으로 수행했으며 연구 결과는 국제학술지 '어드밴스드 에너지 머티리얼즈'(Advanced Energy Materials) 14일 자에 실렸다. 한편 리우구쳉 박사는 해외우수신진연구자 사업의 지원을 받아, 2015년부터 KIST에서 연구를 수행하고 있다.

끈 모양 전지의 모습(b)과 제작 과정(a)을 나타낸 그림 [한국과학기술연구원 제공]

sun@yna.co.kr

<저작권자(c) 연합뉴스, 무단 전재-재배포 금지>2018/03/26 12:00 송고

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