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[IT뉴스]DGIST, '고분자 전해질' 기술 개발…전기 생산 효율 4배 높인 차세대 전기 소재로 평가

온카뱅크관리자

2025-10-23 08:37:30

<div id="layerTranslateNotice" style="display:none;"></div>  
        <div class="article_view" data-translation-body="true" data-tiara-layer="article_body" data-tiara-action-name="본문이미지확대_클릭"> 
         <section dmcf-sid="89qpxsRfOJ">
          <p contents-hash="2e41f63562ea0222b4ae204ab5ff15b4b308e9b911b432c855e58840e2730794" dmcf-pid="6qUt8DPKDd" dmcf-ptype="general">디지스트(DGIST·총장 이건우)는 이주혁 에너지공학과 교수팀이 이원호 국립금오공과대학교 교수팀과 공동연구를 통해 마찰대전 발전 소재의 핵심 성질인 '극성'을 정밀하게 제어할 수 있는 새로운 설계 전략을 세계 최초로 제시했다고 23일 밝혔다.</p>
          <p contents-hash="19897e6d5fe6dac0f6459ea52a1999d39f454cddb9352152a28386c2ad6ba7d1" dmcf-pid="PBuF6wQ9Ie" dmcf-ptype="general">고분자 전해질을 활용해 극성 방향을 구조적으로 조절하고, 장기 내구성까지 향상시킨 것이 핵심인 이번 연구성과는 최근 재료과학 분야 세계적 권위지인 '어드밴스드 머티리얼즈'에 10월 표지논문으로 게재됐다.<br></p>
          <figure class="figure_frm origin_fig" contents-hash="1d9426508ea9a8e355d809d30464072dea297036c4283fe8de1492184bac8280" dmcf-pid="Qb73Prx2ER" dmcf-ptype="figure">
           <p class="link_figure"><img alt="왼쪽부터 DGIST 이주혁 교수, 주현서 박사과정생, 금오공과대학교 이원호 교수, 박수진 석사과정생" class="thumb_g_article" data-org-src="https://t1.daumcdn.net/news/202510/23/etimesi/20251023082947867cjam.jpg" data-org-width="700" dmcf-mid="fkycYVHlwn" dmcf-mtype="image" height="auto" src="https://img3.daumcdn.net/thumb/R658x0.q70/?fname=https://t1.daumcdn.net/news/202510/23/etimesi/20251023082947867cjam.jpg" width="658"></p>
           <figcaption class="txt_caption default_figure">
            왼쪽부터 DGIST 이주혁 교수, 주현서 박사과정생, 금오공과대학교 이원호 교수, 박수진 석사과정생
           </figcaption>
          </figure>
          <p contents-hash="797a3afb55f090022f4ca75feaf1bf571802ce2fa1bbfcc458406839670734b1" dmcf-pid="xKz0QmMVOM" dmcf-ptype="general">마찰대전 발전 기술은 마찰을 통해 전기를 만들어내는 방식이다. 배터리 없이도 전력을 생산할 수 있어 주목받고 있다. 하지만 기존의 이온성 액체 기반 소재는 누액, 환경 불안정성, 내구성 저하 등으로 인해 상용화에 어려움이 있었다.</p>
          <p contents-hash="f62c40687fb343077ba09fca6d70f387d5c18899f367d3a04dfe21743daf8c58" dmcf-pid="ymENTKWIIx" dmcf-ptype="general">연구팀은 이러한 한계를 극복하기 위해 이온이 고분자 사슬에 고정된 '고분자 전해질'을 설계하고, 이 소재를 활용해 마찰대전 극성을 원하는 방향으로 조절할 수 있는 플랫폼 개념을 새롭게 제안했다. 이로써 출력 향상뿐만 아니라 소재 설계의 유연성까지 확보하게 됐다.<br></p>
          <figure class="figure_frm origin_fig" contents-hash="9101de3ee5466127d5178d7601613f1023287447bf64c721b6412b25d1b3cd7b" dmcf-pid="WsDjy9YCDQ" dmcf-ptype="figure">
           <p class="link_figure"><img alt="연구팀이 개발한 고분자 전해질 기반 마찰대전 발전소자" class="thumb_g_article" data-org-src="https://t1.daumcdn.net/news/202510/23/etimesi/20251023082949142ftaa.jpg" data-org-width="621" dmcf-mid="4M4KLTgRDi" dmcf-mtype="image" height="auto" src="https://img1.daumcdn.net/thumb/R658x0.q70/?fname=https://t1.daumcdn.net/news/202510/23/etimesi/20251023082949142ftaa.jpg" width="658"></p>
           <figcaption class="txt_caption default_figure">
            연구팀이 개발한 고분자 전해질 기반 마찰대전 발전소자
           </figcaption>
          </figure>
          <p contents-hash="55620efc40f9acf437702f915e0aa2a7d85ca7b33ec4f293fb6249f2faf20e79" dmcf-pid="YOwAW2GhDP" dmcf-ptype="general">실제로 연구팀은 양이온성과 음이온성을 가지는 다양한 고분자 전해질을 합성해 성능을 비교 분석했다. 그 결과, 양이온 고분자인 P(MA-A⁺20)TFSI⁻는 기존 소재(PMA)보다 약 2배 향상된 83V의 출력을 기록했고, 음이온 고분자인 P(S-S⁻10)Na⁺는 기존 소재(PS) 대비 4배 높은 34V의 출력을 보였다. 이 실험으로 고분자 구조에 따라 마찰대전 극성(양극·음극성)을 조절할 수 있고, 이온 조성비를 통해 출력 성능도 조정 가능함을 입증했다.</p>
          <p contents-hash="3626e3bbcdfcf5102246b5e87257154b108f81f91d7e12099b46e1c31e2cdd68" dmcf-pid="GIrcYVHls6" dmcf-ptype="general">또 고분자 사슬에 이온이 고정된 구조 덕분에 불필요한 이온 이동으로 인한 전하 손실이 줄어들고, 60℃ 고온 환경에서도 일주일 이상 출력 저하 없이 안정적으로 작동하는 우수한 열적 안정성을 확보했다. 반면, 기존 방식인 고분자-이온성 액체 혼합물은 같은 조건에서 약 27%의 출력 감소를 보여 고분자 전해질 기반 소재의 우수성이 입증됐다.</p>
          <p contents-hash="0d57c70b4a704d7a5aad59c89c639102e9cdb014f6c8d28ec34daa06f8ce8acb" dmcf-pid="HCmkGfXSm8" dmcf-ptype="general">이주혁 교수는 “이번 연구는 단순한 성능 향상을 넘어, 고분자 구조를 설계함으로써 마찰대전 극성 자체를 조절할 수 있는 개념을 제시한 데 의의가 있다”며, “향후 차세대 에너지 하베스팅 소자 설계에 새로운 방향성을 제시할 수 있을 것”이라고 밝혔다.</p>
          <p contents-hash="5340175d34ee1ae19c1855c36d6daffeed2df359ea1c17aaf297b12dfd60041b" dmcf-pid="XhsEH4Zvs4" dmcf-ptype="general">한편, 이번 연구는 과학기술정보통신부와 한국연구재단이 추진하는 '나노미래소재원천기술개발사업'의 지원을 받아 수행됐다. 공동 제1저자는 DGIST 주현서 박사(연구 당시 박사과정), 금오공대 박수진 연구원(연구 당시 석사과정)이다.</p>
          <p contents-hash="90488abadd7d7e5075942d22d67716a31ae9a0bccc345906f6d27ca9047254a3" dmcf-pid="ZlODX85TDf" dmcf-ptype="general">대구=정재훈 기자 jhoon@etnews.com</p>
         </section> 
        </div> 
        <p class="" data-translation="true">Copyright © 전자신문. 무단전재 및 재배포 금지.</p>

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