스마트폰 배터리 '1분' 만에 완충하는 기술 개발한 '카이스트' 연구팀

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[인사이트] 석태진 기자 = 누구나 한 번쯤은 아침에 눈을 떴는데 스마트폰 배터리가 바닥인 오싹한 경험을 한 적 있을 것이다.

등교를 해야 하는데 스마트폰 배터리가 없다면 그날 하루는 아침부터 꼬였다고 봐도 무방하다.

보조배터리라는 기술이 도입됐지만 이 또한 충전해서 사용해야 되기 때문에 불편함은 존재한다. 이 때문에 순식간에 스마트폰 배터리가 완충(완전 충전)되는 기술을 바라는 사용자가 많다.

많은 사람이 열망을 안다는 듯, 국내 최고의 두뇌집단 '카이스트' 연구팀이 엄청난 기술을 개발해냈다.

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지난 26일 카이스트 EEWS대학원 신소재공학과 강정구 교수와 강원대학교 재료공학전공 정형모 교수 공동연구팀은 '에너지 저장 소자'를 개발했다고 밝혔다.

해당 기술은 물리적 문제로 충전 시간이나 용량을 늘리는 데 한계가 있는 리튬이온배터리의 단점을 보완했다.

개발된 에너지 저장 소자를 이용하면 1분, 빠르면 수십 초 내에 완충이 가능하다. 외출하기 전 배터리 충전을 미처 못했다고 해도 전혀 당황할 필요가 없게된 것이다. 

급속 충전뿐만 아니라 기존의 리튬이온배터리보다 훨씬 많은 횟수의 충전이 가능하다는 점에서도 주목을 받는다.

카이스트 EEWS대학원 신소재공학과 강정구 교수 / 사진 제공 = 카이스트

기존 배터리의 경우 충전과 방전이 최대 500~1,000번 가능했다면 새로 개발된 에너지 저장 소자는 3만 번 이상 가능하다.

연구팀은 이번 개발에서 물 기반 전해질을 사용해 높은 에너지 밀도와 고출력 특성을 가진 에너지 저장 전극을 만들었다.

새로 개발한 2~3nm(나노미터) 크기의 다공성 금속 산화물 나노입자는 넓은 표면적 영향으로 짧은 시간 이온을 금속 산화물 입자 내부에 저장시킨다.

카이스트 강정구 교수는 "기존 기술 이상의 고용량, 고출력 특성은 새로운 개념의 에너지 저장 장치 상용화에 이바지할 것"이라고 강조했다.

한편 카이스트 강정구 교수와 강원대학교 정형모 교수의 공동 연구는 과학기술정보통신부 글로벌 프런티어사업 연구단의 지원을 통해 수행됐다.

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