윤창민 한밭대 교수팀, 다공성 탄소시트 소재 개발

다공성 탄소시트 소재를 개발한 윤창민 한밭대 화학생명공학과 교수(왼쪽)와 제갈석 석사연구원./사진제공=한밭대

한밭대학교는 최근 윤창민 화학생명공학과 교수(교신저자)와 제갈석 석사연구원(제2저자)이 전도성 고분자가 코팅된 다공성 탄소시트 소재를 개발하고 에너지 저장 매체에 응용하는 데 성공했다고 2일 밝혔다.

윤 교수팀은 치밀하게 배열된 산화철 나노입자에 탄화 및 에칭 공정을 실시, 다공성 탄소시트 표면에 전도성 고분자 폴리아닐린을 기상중합으로 코팅했다. 이를 통해 비표면적 전기전도성과 이온 수송 능력이 탁월한 소재를 만들었다.

연구팀은 한발 더 나아가 해당 물질을 전극으로 제조하고 에너지 저장 매체의 한 종류인 대칭형 슈퍼커패시터로 응용했다. 그 결과 소자의 전기저항은 2.7Ω 수준으로 낮아졌으며, 0.5A/g의 전류밀도에서 9.59Wh/kg라는 우수한 에너지 밀도와 200.1W/kg의 파워 밀도를 확보할 수 있었다.

윤 교수는 "후속 연구를 통해 우수한 성능을 지닌 차세대 에너지 저장매체용 소재를 개발하겠다"고 말했다.

한편 이번 연구는 한국연구재단과 국방과학연구소 '미래도전 프로젝트'의 지원을 받아 수행됐다. 연구 결과는 'Polyaniline-Coated Mesoporous Carbon Nanosheets with Fast Capacitive Energy Storage in Symmetric Supercapacitors'라는 제목으로 SCI 저널 '어드밴스드 사이언스'(Advanced Science, IF=17.521) 2023년 10권 21호에 게재됐다.