아주경제 신희강 기자 = 미래창조과학부(장관 최양희)는 국내 연구팀이 기존 이차전지보다 높은 에너지밀도를 가지고 약 100배 빠른 급속충전이 가능한 차세대 하이브리드 에너지 저장 기술을 개발했다고 10일 밝혔다.

이번 연구는 미래부가 추진하는 글로벌프런티어사업의 지원으로 KAIST 강정구 교수팀이 이룬 연구성과로, 에너지재료분야의 세계적 학술지인 ‘Advanced Energy Materials’지 23일 온라인판으로 게재됐다.

기존의 대표적인 전기에너지 저장장치인 리튬이온 전지는 에너지 저장밀도(약 185Wh/kg 수준)가 높은 반면에 충전·출력 특성(200W/kg)이 낮았다. 슈퍼커패시터는 충전·출력 특성(20kW/kg)이 좋은 반면 에너지 저장밀도가 낮은 단점이 있어 전기자동차와 같이 대용량‧고출력이 필요한 전지로서는 한계가 있었다.

이에 강 교수 연구팀은 기존의 전기에너지 저장장치인 리튬이온 전지와 슈퍼커패시터에 동시에 적용이 가능한 다공성 나노튜브를 개발했다. 이를 바탕으로 리튬이온 전지와 슈퍼커패시터의 서로 다른 에너지저장 원리를 융합하여 새로운 형태의 에너지 저장 장치를 만들어 냈다.

강 교수 연구팀이 개발한 하이브리드 에너지 저장장치 기술은 기존 리튬이온 전지와 비교하면 에너지저장 밀도는 1.5배 수준인 275 Wh/kg을 달성했다. 충전·출력 특성은 23kW/kg로 리튬이온 전지의 100배를 초과했다.

김광호 하이브리드인터페이스기반 미래소재연구단 사업단장은 “이번 연구로 고용량의 에너지저장 밀도와 기존 연구에서 볼 수 없었던 우수한 입출력 특성을 갖는 급속충전이 가능한 원천소재를 개발했다”며 “미래용 전기자동차 및 모바일 디바이스 등의 에너지저장 장치로 활용되는 미래핵심기술이 될 것”이라고 내다봤다.