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전기전자 고용량 축전지의 소스가 되는 목재
2015.06.07 16:48
고용량 축전지의 소스가 되는 목재http://mirian.kisti.re.kr/futuremonitor/view.jsp?cn=GTB2015060064&service_code=03 |
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| KISTI 미리안 『글로벌동향브리핑』 2015-06-05 | |
| 목재 펄프로 탄력성있는 고용량 축전지를 제작하는 방법이 스웨덴과 미국 연구진들에 의해 개발되었다. 목재 섬유에서 부서져 나온 나노셀룰로오스를 사용하여, 스웨덴 왕립기술원(KTH Royal Institute of Technology)과 스탠포드 대학교 연구팀은 충격과 스트레스를 견딜 수 있는 탄력성 있는 폼같은 축전지 물질 개발에 성공했다. "나무와 셀룰로오스로 믿을 수 없는 물질을 만드는 것이 가능하다"고 스웨덴 왕립기술원(KTH)와 하버드 대학교 연구원인 막스 하메디(Max Hamedi)씨는 말했다. 새롭게 창조된 목재에 기반을 둔 에어로졸 물질의 장점 중 하나는 3차원 구조에 사용이 가능하다는 것이다. "얼마나 얇게 축전지를 만들 수 있을지는 한계가 있지만, 3D로 적용한다는 것은 쉽지 않은 일이다. 이제, 우리는 더 이상 2차원에 제한되지 않는다. 우리는 3차원으로 제작이 가능하기 때문에, 더 작은 공간에 더 많은 전자장치를 넣는 것이 가능하다"고 하메디(Hamedi)씨는 말했다. 3D 구조는 기존의 축전지가 할 수 있는 것보다 더 작은 공간에서 상당한 수준의 전력을 저장하는 것을 가능케 한다고 그는 말했다."3차원의 다공성 물질은 전극 제작에 장애물로 간주되어 왔다. 그렇지만 우리는 이것이 문제가 아니라는 사실을 증명해 보였다. 실제로, 이러한 종류의 구조와 물질이 가진 알키텍처는 축전지 디자인에 있어서의 유연성과 자유도를 높여준다"고 하메디(Hamedi)씨는 말했다. 이 물질을 창조하는 프로세스는 목재 섬유를 부수는 것으로부터 시작하는데, 이것은 그것들을 약 1백만 배 정도 가늘게 만든다. 나노셀룰로오스는 분해되고 얼려진 다음 냉동 건조되어, 습기는 액체 상태를 거치지 않고 증발한다. 그다음, 이 물질의 분자가 안정화되어 물질 자체가 부서지지 않도록 하는 프로세스를 통과하게 된다. "최종 결과는 강하고 가벼우며 부드러운 물질의 탄생이다. 이 물질은 매트리스의 폼보다 약간 굳고 더 가벼우며 구멍이 많지만 그것을 닮았다. 사람들은 그것을 부수지 않고 만지는 것이 가능하다"고 하메디(Hamedi)씨는 말했다. 그다음, 최종 처리된 에어로졸은 전자적인 특성으로 처리된다. "우리는 매우 정밀한 기술 즉, 에어로졸 내부에 전기를 전도하는 잉크를 추가하는 프로세스에서 원자 수준에서 그것을 다룬다. 당신은 내부에 전체 표면 코팅이 가능하다"고 하메디(Hamedi)씨는 덧붙였다. 표면적 측면에서, 하메디(Hamedi)씨는 이 물질을 사람의 한 쌍의 폐에 비교했는데, 폐는 펼치게 되면 축구 경기장 정도까지 펼쳐지는 면적이다. 비슷하게, 축전지 물질 1리터는 축구 경기장 면적이 나온다고 그는 말했다. "당신은 원하는 만큼 이 물질을 압축할 수 있다. 비록 이미 플렉시블하고 늘어나는 전자장치가 존재하지만, 충격에 대한 비민감성은 꽤 새로운 것이다." 하메디(Hamedi)씨에 의하면, 에어로졸 축전지는 전기자동차 차체 그리고 의류에 적용되어 안감으로 적용될 수 있다. 이 연구는 스웨덴 왕립기술원(KTH)의 왈렌버그 목재과학센터(Wallenberg Wood Science Center)에서 수행되었다. 이 기술원 라르스 뵈그베르크(Lars Wŏgberg) 교수도 이 연구에 참여하고 있는데, 그의 에어로젤에 대한 연구는 이 소프트 전자장치 발명의 기본이다. 다른 파트너로는 스탠포드 대학교의 선두적인 축전지 연구자인 리 쿠이(Yi Cui) 교수가 있다. |
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자료를 가져가실 때에는 출처 KISTI 미리안 『글로벌동향브리핑』을 밝혀 주시기 바랍니다.
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