대명상조 내구제 | 카톡 892jms ※ 대명상조 내구제 - POSTECH 김원배 교수팀, 강자성 복합소재 기반 고성능 수퍼커패시터 개발완두콩 껍질.[게티이미지뱅크][헤럴드경제=구본혁 기자] “지구를 생각한다면 완두콩 껍질 이젠 함부로 버리지 마세요.”POSTECH(포항공과대학교) 연구팀이 버려지는 식물 열매껍질에서 얻은 천연 소재로 고성능 수퍼커패시터를 개발했다. 이 기술은 충전 시간은 빠르지만 에너지 저장용량이 부족한 기존 커패시터의 단점을 극복할 수 있는 차세대 친환경 에너지 저장 기술로 주목받고 있다.전기차 보급이 확산되고, 재생에너지 사용이 늘어나면서 ‘빠르고 오래가는’ 에너지 저장(ESS) 기술에 대한 중요성이 커지고 있다. 그런데 기존 리튬이온 배터리는 충전 시간이 길고 수명이 짧다. 반면 커패시터(capacitor)는 단 몇 초 만에 충전되고 수명도 길지만, 에너지 저장용량이 적다는 한계가 있었다. ‘수퍼커패시터(supercapacitor)’는 이러한 배터리와 커패시터의 장점을 같이 챙길 수 있는 에너지 저장 시스템으로 빠른 충전 시간과 높은 에너지 저장용량을 모두 확보할 수 있으나, 현재 제품군은 산업에서 요구하는 기준을 아직 충족하지 못하고 있다.연구팀은 완두콩 껍질과 꽃식물인 ‘피테켈로비움 둘체(Pithecellobium dulce)’의 열매껍질에 주목했다. 이 껍질들을 태우면 표면에 수많은 구멍이 뚫린 다공성 탄소 소재가 되는데, 표면적이 넓고 전기가 잘 통해 에너지 저장 장치의 핵심 부품인 전극으로 사용하기에 매우 적합하다.여기에 코발트와 코발트 산화물을 더해 자성을 띠는 복합 소재를 만들었다. 이 소재는 외부에서 자기장을 가하면 자석이 쇳가루를 한 방향으로 정리하듯 전극 물질의 자화 방향 또는 스핀이 질서정연하게 정렬된다.탄소계 물질과 강자성 소재의 복합화 전극재료의 반응 메커니즘과 외부자기장 하의 수퍼커패시터 셀 구성 모식도.[POSTECH 제공]연구팀은 식물 유래 탄소 소재와 자성 소재를 복합화하여 전극으로 사용하는 수퍼커패시터 시스템을 제작했다. 일상생활에서 사용하는 부착형 자석 정도의 자기장 (6 mT)을 가한 결과, 전극 에너지 저장용량이 53.8% 증가했고, 전기 저항은 절반 가까이 줄어 충·방전 속도도