실크 기반 전자섬유로 만든 유연한 Zn-ion 배터리 개발

인천대학교 물리학과 김병훈 교수팀이 실크 기반 전자섬유를 이용한 유연한 Zn-ion 배터리를 개발했다고 발표했습니다. 특히, 이번 개발은 리튬(Li) 금속보다 값이 싸고 안정성을 갖춘 아연(Zn)을 주요 소재로 사용하여 주목받고 있습니다. 김병훈 교수팀은 2차 전지에 들어가는 바인더와 전도성 물질을 사용하지 않고, 실크/폴리도파민으로 제작한 일체형 집전체 위에 직접 VO2를 성장시키는 방식으로 배터리를 개발했습니다. 이 배터리는 높은 유연성과 전도성을 갖추고 있으며, Zn-ion 배터리에서 긴 수명과 고용량 특성을 확인하였습니다. 연구는 인천대학교 장현석 박사과정생과 건국대학교 김연호 교수, 성균관대학교 박호석 교수의 협력으로 이루어졌습니다. 이번에 개발된 집전체는 배터리의 주요 구성 요소로, 실크 섬유의 유연성과 폴리도파민의 높은 전도성을 결합하여 보다 안정적이고 효율적인 전지 성능을 유지할 수 있습니다. 또한, Zn-ion 배터리는 리튬 기반 배터리에 비해 화재 위험이 적고, 원료 공급이 더 용이하여 경제적인 이점도 제공합니다. Carbon Energy 저널은 이러한 연구의 우수성을 인정해 지난 7월호의 Frontcover로 선정했습니다. 에너지 전문가들은 이번 연구가 배터리 기술의 새로운 지평을 열 것으로 기대하고 있습니다. 글로벌 시장 조사 기관 리서치앤마케팅에 따르면, Zn-ion 배터리 시장은 2030년까지 연평균 10% 이상 성장할 것으로 예상됩니다. 이는 환경 친화적이고 안전한 에너지 저장 기술에 대한 요구가 증가하는 것에 기인합니다. 김병훈 교수팀은 앞으로도 실크 기반 전자섬유와 같은 천연 소재를 활용한 혁신적인 배터리 기술을 개발할 계획입니다. 또한, 다양한 전자 기기와 웨어러블 디바이스에 적용할 수 있는 범용 배터리 솔루션을 제공하여, 에너지 저장 기술의 발전에 기여할 것을 목표로 하고 있습니다.

            김병훈 교수                   장현석 박사과정생