명지대학교(총장 유병진)는 윤태광 명지대 신소재공학과 교수와 김일두 카이스트 신소재공학과 교수로 구성된 공동연구팀이 충전·방전 과정을 시각화하는 스마트 전기변색-아연 이온 전지를 개발했다고 지난 21일(월) 밝혔다.

공동연구팀은 전자와 이온의 이동효율을 극대화하기 위해 ‘파이(π) 결합 간격재(Spacer)’가 내장된 고분자 양극재를 이론적인 모델링을 바탕으로 설계하고 합성했다. 파이(π) 결합은 구조 내 전자이동을 향상시켜 이온 이동 속도가 매우 빨라지고, 이온 흡착효율이 극대화돼 에너지 저장 용량을 높이는 효과가 있다.

이러한 기술의 적용을 통해서 공동연구팀은 간격재가 없는 전지와 비교했을 때 고속충전이 가능하며 저장용량 확대, 충·방전시 남색에서 투명색으로 빠르게 바뀌는 변색 성능도 상승하는 고효율 스마트 유연 전지를 개발했다.

한편 윤태광 명지대 신소재공학과 교수는 “이번에 개발된 고효율 스마트 유연 전지는 본래의 에너지 저장 기능뿐만 아니라, 스마트 윈도우 및 웨어러블 디스플레이 적용형 에너지 저장 기술 등 미래 에너지 기술 혁신을 가속화하는 기술로 활용될 것이라 예측된다”고 밝혔다.

이번 연구는 과학기술정보통신부 나노소재기술개발사업, 한국연구재단 나노 및 소재 기술개발사업, 교육부 학문후속세대양성사업과 산업통산자원부의 알키미스트 프로젝트의 지원을 받아 수행됐다. 해당 연구 결과는 국제학술지 ‘어드밴스드 머티리얼즈(Advanced Materials)’ 인사이드 표지 논문으로 지난 8월 3일(목) 게재됐다.