서울시립대학교 화학공학과 문홍철 교수 연구팀이 에너지를 저장할 수 있는 이온젤 전해질 소재를 개발, 전기화학 반응종의 확산 제어 기술 확보를 통해 단일층으로 구성된 고성능 전기변색 슈퍼커패시터 개발에 성공했다.

연구 결과는 재료과학 분야 세계적 저널인 Advanced Functional Materials (Impact factor: 18.808) 최신호에 표지 논문(Front cover)으로 게재됐다. 제목은 “Tailoring Diffusion Dynamics in Energy Storage Ionic Conductors for High-Performance, Multi-Function, Single-Layer Electrochromic Supercapacitors”이다.

고전도성 고강도 고체상 이온젤 전해질 소재 및 소자 응용 관련 원천 기술 및 핵심 노하우를 다수 갖춘 문홍철 교수 연구팀은 본 연구에서 이온젤에 포함된 전기변색 에너지 저장 소재의 농도 구배, 확산 계수등과 같은 핵심 파라미터 측면에서 확산 거동을 제어했다. 이를 통해 단일층 전기변색 슈퍼커패시터의 고성능화를 이뤄냈으며 해당 시스템의 구동 메커니즘도 명확히 규명할 수 있었다.

문홍철 교수는 “본 연구에서 개발한 전기변색 슈퍼커패시터는 소자 구조 및 제작이 매우 간단하여 높은 활용성이 기대된다”며 “충전됨에 따라 에너지 저장량을 실시간으로 소자의 색 변화를 통해 확인 가능하다는 측면에서 매우 직관적이고, 다기능을 작은 크기의 시스템에서 구현함이 중요한 스마트 소자 적용에도 적합하다고 판단한다”고 했다.

해당 연구는 한국연구재단 나노 및 소재기술개발사업 특화형 및 중견연계 신진후속 사업의 지원으로 수행됐다.