충남대 이재범 교수팀, 슈퍼커패시터 소재 신기술 개발

[충청뉴스 이성현 기자] 충남대학교는 화학과 이재범 교수 연구팀이 계면 전기장을 활용해 에너지 저장 장치의 효율을 높이는 슈퍼커패시터 소재 신기술을 개발했다고 7일 밝혔다.

해당 연구는 재료과학 분야 국제학술지 '어드밴스드 펑셔널 머티리얼즈'에 지난달 게재됐다. 체루 박사과정생과 이재범 교수가 각각 제1저자와 교신저자로 이름을 올렸다.

연구팀은 맥신(MXene)과 공유결합 유기골격체(COF)를 결합하고 표면 구조를 정밀하게 제어해 계면 내부에 전기장이 형성되도록 유도하는 새로운 설계 전략을 도입했다.

특히 맥신의 표면 성질을 불소에서 수산기로 변경해 전자 구조를 조절함으로써 전하 재분포와 이온 확산 속도를 획기적으로 개선하는 원리를 규명했다.

성능 검증 결과 높은 비정전용량을 기록한 것은 물론 2만 회 반복 사용 후에도 초기 성능의 99%를 유지하는 우수한 안정성을 입증했다.

이재범 교수는 “이번 연구는 계면에서 형성되는 전기장을 활용해 전하 이동을 제어할 수 있음을 보여준 사례로, 기존 소재 설계 접근을 확장하는 중요한 결과”라며 “향후 에너지 저장은 물론 다양한 전자·촉매 시스템으로의 응용 가능성이 기대된다”고 밝혔다.

이재범 교수는 “향후 에너지 저장은 물론 다양한 전자·촉매 시스템으로의 응용 가능성이 기대된다”고 설명했다.