미니어처 크기 ‘나노 배터리’ 나온다

2014.11.11 01:00
이상복 美 메릴랜드대 교수팀, 나노동공 배터리로 활용 성공

이상복 미국 메릴랜드대 화학과 교수와 개리 루블로프 재료공학과 교수팀은 양극과 음극을 포함한 완벽한 배터리 구조를 가진 초소형 구조물을 만드는 데 성공하고 국제학술지 ‘네이처 나노테크놀로지’ 10일자에 발표했다. 이번 연구 결과로 초소형 기계 기술 개발이 탄력을 받을 것으로 보인다.

 

이 교수팀은 ‘나노동공’이라고 부르는 나노미터(nm·1nm는 10억 분의 1m) 구조에 주목했다. 나노동공은 알루미늄 등의 얇은 금속 박막을 강한 산성 용액에서 전기화학적으로 처리했을 때 만들어지는 나노미터 단위의 미세한 구멍이다. 특히 구멍이 규칙적으로 배열돼 있어 전극 사이의 간격이 균일한 배터리를 만들 수 있다.

 

연구진은 이 나노동공에 전기를 생성시키는 전해질을 넣고 양쪽 구멍 끝부분에 오산화바나듐이라는 금속화합물을 첨가해 양극과 음극으로 만들었다. 그 결과 가로세로 각각 1cm의 손톱만한 넓이에 20억 개의 나노 배터리가 들어 있는 초소형 구조물을 완성했다.

 

 

이상복 메릴랜드대 교수팀이 개발한 나노동공 베터리. 구멍 하나가 하나의 배터리다. - 메릴랜드대 재료공학과 제공
이상복 메릴랜드대 교수팀이 개발한 나노동공 베터리. 구멍 하나가 하나의 배터리다. - 메릴랜드대 재료공학과 제공

 

 

이 배터리로 실험한 결과 전기를 발생시키는 것은 물론 12분 만에 배터리가 완벽하게 충전됐다. 또 연구진은 이 배터리를 수천 번 재충전해서 사용할 수 있다는 사실도 확인했다.

 

엘레노어 질레트 메릴랜드대 화학및생화학과 연구원은 “이 나노 배터리는 모두 균일한 형태를 가지고 있기 때문에 크기와 모양을 자유자재로 만들 수 있다는 점이 큰 장점”이라고 설명했다.

 

연구진은 현재 이 배터리를 대량 생산하기 위한 제조 기술과 성능을 10배 향상시키는 방법을 연구하고 있다.

 

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