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국내 연구진이 기존보다 40% 이상 저장 용량을 늘린 이차전지를 개발했다. 충전됐을 때 푸른 빛을 띄다가 방전되면 투명색으로 바뀌는 스마트한 전지다. 특히 얇은 형태로 만든 기술을 향후 창문에 적용하면 낮에 빛을 차단해 커튼 기능을 하는 미래형 배터리로 쓰일 수 있다.

이차전지는 재충전을 통해 몇 번이고 사용할 수 있는 배터리로, 정부의 12대 국가전략기술 중 한 분야다. 최근 이차전지 개발은 단순한 에너지 저장 기능을 넘어 색깔이 변하는 스마트 시스템인 전기변색소자가 주목받고 있다.

하지만 기존 소자는 낮은 전기전도도로 인해 전자와 이온의 이동효율이 낮다. 이 때문에 에너지 저장 용량이 낮고 구부러지거나 착용할 수 있는 전자기기에 직접 적용하기 어려운 한계가 있었다.

국내 연구진은 전자와 이온의 이동효율을 극대화하기 위해 파이 결합 간격재(Spacer)가 내장된 고분자 양극재를 설계하고 합성했다. 이를 통해 스마트 아연 이온전지를 구현하는 데 성공했다.

파이 결합은 구조 내 전자이동을 향상시켜 이온 이동 속도가 매우 빨라지고 이온 흡착 효율을 극대화할 수 있다. 이 과정을 거치면 에너지 저장 용량이 높아지고 고속 충전이 가능해진다.

연구진은 스마트 아연 이온전지가 기존보다 40% 이상 저장용량을 늘렸다고 밝혔다. 또 충·방전 시 남색에서 투명색으로 빠르게 바뀌는 변색 성능도 30% 상승한 결과를 나타냈다. 얇은 형태로 만든 신소재를 창문에 적용하면 낮에도 빛을 차단할 수 있어, 커튼의 기능도 수행하는 미래형 배터리로 사용될 수 있다는 기대가 크다. KAIST 김일두 신소재공학과 교수 연구팀의 이번 연구는 국제적인 주목을 받을 것으로 기대된다.

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