[충청뉴스 이성현 기자] 영하 20도 저온과 9배 이상 늘어나는 변형 환경에서도 성능이 유지되는 전해질이 국내 연구진에 의해 개발됐다.
한국연구재단은 성균관대 박성준 교수 연구팀이 액체금속 입자를 개시제로 활용한 초고신축·항동결 수화젤 전해질을 개발해 극한 환경에서도 구동 가능한 에너지 저장기기 구현 가능성을 제시했다고 6일 밝혔다.
연구팀은 액체금속 입자를 활용한 새로운 중합 전략을 제안했다.
수화젤 전해질을 사용하려면 열이나 자외선이 필요했지만 액체금속을 이용하면 추가 에너지 없이도 균일한 고분자 구조 형성이 가능하다.
여기에 소수성 상호작용을 적용해 고분자 간 가교 구조를 형성하고, 변형 시 결합이 끊어졌다가 복원되는 메커니즘을 구현해 약 900% 이상의 파단신율과 기계적 강도를 동시에 확보했다.
또 염화리튬을 도입해 수소결합을 억제하고 동결점을 낮춰 영하 20도에서도 전도성과 유연성을 유지하는 항동결 특성도 확보했다.
이를 적용한 슈퍼커패시터는 4만5000회 충방전 후에도 98% 성능을 유지해 높은 안정성을 보였다.
박성준 교수는 “이번 연구는 액체금속을 활용한 새로운 수화젤 전해질 설계 전략을 제시했다는 점에서 의미가 있다”며 “향후 웨어러블 전자기기 및 차세대 유연 에너지 저장장치 개발에 활용될 것으로 기대된다”고 설명했다.
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