대량생산 가능한 슈퍼커패시터용 그래핀 합성 기술 개발- 영국 왕립화학회, Energy&Environmental Science 4월호 표지논문 게재 - □ 한국세라믹기술원(원장 강석중, www.kicet.re.kr) 노광철 박사팀과 연세대학교 김광범 교수(총장 김용학, www.yonsei.ac.kr) 공동연구팀은 최근 산업통상자원부 에너지미래기술개발사업의 성공적인 수행을 통해 대량생산이 가능한 슈퍼커패시터*(Supercapacitor)용 그래핀** 합성 기술을 개발하였다고 밝힘 * 슈퍼커패시터 : 커패시터(콘덴서)의 성능 중 전기 용량의 성능을 중점적으로 강화한 것으로 충전지 역할을 하며, 전자 회로를 안정되게 동작시키기 위해 필수적인 부품 ** 그래핀 : 흑연에서 가장 얇게 한 겹을 떼어낸 층으로 강도는 강철보다 100배 강하고, 면적의 20%를 늘릴만큼 신축성이 좋으며, 열전도율도 금속인 구리의 10배가 넘고, 빛의 98%를 통과시킬 정도로 투명하여 반도체 정보 처리속도를 획기적으로 높여줄 뿐만 아니라 고성능 태양전지 개발, 유기 반도체 등 다양한 분야에서 활용 가능한 물질 □ 공동연구팀이 개발한 나노천공 그래핀* 합성 기술은 대량 생산이 가능하고 기존 그래핀의 한계를 극복할 수 있는 단서를 제공 * 나노천공 그래핀 : 표면에 균일한 크기의(20nm 이하) 나노 천공(구멍)이 뚫려있는 그래핀 ㅇ 기존 그래핀은 2D구조로 전기를 저장할 수 있는 면적이 좁은 에너지저장 성능의 한계로 인해 천공이나 개질 등 다양한 성능 향상 시도가 있었음ㅇ 연구팀은 기존의 단점을 극복하고자 그래핀옥사이드* (graphene oxide, GO)에 금속산화물 촉매반응**을 통해 그래핀 상에 균일한 나노천공(nano perforation)인 다공성 구조로 합성하여 정전용량을 높일 뿐만 아니라 대량생산이 가능하도록 구현했음 * 그래핀옥사이드 : 흑연을 산으로 산화시켜 표면이 산소로 일부 치환되어 있는 형태 ** 금속산화물 촉매반응 : 그래핀에 금속산화물을 붙여 산화시킴으로써 구멍을 내어 면적을 넓히는 것 ㅇ 또한, 개발된 기술을 슈퍼커패시터 전극재료에 적용 시 뛰어난 에너지/출력 밀도* 특성을 가짐을 입증 * 에너지/출력 밀도 : 전지나 연료의 효율을 나타내는 지표로 높을수록 대용량과 빠른 충전속도를 가짐 □ 풍력 및 태양광 등 신재생에너지 분야와 ESS*, 자동차 제동에너지 회생 등 다양한 분야에 적용되는 슈퍼커패시터의 세계시장은 1조 수준으로 추정되며, 이번 성과를 바탕으로 국내 산업체가 상용화 시 시장 선점이 가능할 것으로 예상됨 * ESS : 신재생에지나 기존 에너지를 대용량으로 저장 가능한 전지 장치 □ 이번 연구개발 결과는 영국 왕립화학회 (Royal Society of Chemistry) 에서 발간하는 세계적 권위의 과학저널인 에너지와 환경 과학(Energy &Environmental Science)에 2016년 4월호 표지 논문으로 게재되었음​

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