전북대학교는 김정길(이차전지공학과)·길명섭(유기소재섬유공학과) 교수 연구팀이 감마선 조사 기술을 활용해 차세대 에너지 저장장치인 슈퍼커패시터용 고성능 전극 소재를 개발했다고 10일 밝혔다.
기존 슈퍼커패시터 전극은 고온 공정에서 금속 입자가 뭉쳐 성능과 안정성이 떨어지는 한계가 있었다.
연구팀은 탄소나노섬유 표면에 코발트 금속을 도입한 뒤 감마선을 조사하는 방식으로 이 문제를 해결했다.
이를 통해 작은 막대 형태의 탄소와 코발트가 균일하게 결합된 나노 구조를 구현하여 전자의 이동 효율을 극대화했다.
개발된 전극 소재는 감마선 조사량 조절을 통해 양극과 음극 모두에 최적화해 적용할 수 있다.
특히 2만 회 이상의 충·방전 시험 후에도 초기 용량의 97%를 유지해 장기 안정성을 입증했다. 한국연구재단의 지원을 받아 수행된 이번 연구 결과는 복합재료 분야 국제 학술지 'Composites Part B: Engineering'에 게재됐다.
김정길 교수는 "이번 연구는 감마선 조사 공법으로 탄소와 금속 간 미세 구조와 계면 결합을 정밀하게 제어할 수 있음을 입증한 사례"라며 "섬유공학과 이차전지공학의 융합을 통해 에너지 저장 메커니즘과 소재 설계를 동시에 고도화했다"고 말했다.
한편, 전북대는 미래 첨단 산업 수요에 대응하기 위해 지난 2025년 이차전지공학과를 신설하고, 올해부터 정원 30명 규모로 학과 운영을 시작해 관련 전문 인재를 양성하고 있다.
/최성민 기자
