[파이낸셜뉴스] 김건태 울산과학기술원(UNIST) 에너지화학공학과 교수 연구팀이 합성가스 촉매기술 개발에 성공하고 상용화 가능성이 높다는 전망이 나오면서 미코의 주가가 장중 오름세를 보이고 있다. 8일 오후 1시 5분 현재 미코는 코스닥 시장에서 전일 대비 3.32% 오른 1만900원에 거래되고 있다. 관련 업계에 따르면 김 교수팀은 이산화탄소와 메탄을 수소나 일산화탄소 등의 합성가스로 전환하는 '더 좋은 촉매기술'을 개발했다고 이날 밝혔다. 김 교수는 “그동안 온실가스를 수소로 변환하는 시도는 여러 차례 있었지만 적합한 촉매를 개발하지 못해 번번이 상업화에 실패했다”고 강조했다. 그는 이어 “이번 연구로 상업화를 위한 모든 요건을 만족한 만큼 상용화에 속도가 붙을 것”이라고 자신했다. 한 경제 매체에 따르면 합성가스 시장은 2022년 60조원로 예상되며 2028년에는 88조원 규모로 성장할 전망이다. 다만 핵심 기술은 아직 해외 기업이 보유하고 있어 국산화 수요가 높았다. 합성가스 기술의 국산화 여부에 투자자 관심이 집중되는 가운데, 이 같은 소식에 미코가 김 교수의 산학 협력 파트너로 나선 바 있어 매수세가 몰리는 것으로 풀이된다. 미코는 김 교수팀과의 협력을 위해 UNIST에 고체산화물 연료전지(SOFC)를 설치한 바 있다. dschoi@fnnews.com 최두선 기자

천연가스 전극 소재 개발 미래 청정에너지원 '주목' "수소 대신 천연가스를 넣어도 전기를 만들 수 있는 연료전지 전극을 최초로 개발했습니다. 순수하게 UNIST에서 연구한 성과라서 수상의 기쁨이 더 큽니다." 13일 울산과학기술대학(UNIST)에 따르면 에너지 및 화학공학부 김건태 교수(사진)가 지난 10일 산업통상자원부에서 주관하는 '이달의 산업기술상'을 받았다. 천연가스와 액화석유가스(LPG) 등을 연료로 직접 쓸 수 있는 고체 산화물 연료전지(SOFC) 연료극 소재를 개발한 점을 인정받았다. SOFC는 수소를 연료로 사용해 전기를 만드는 연료전지다. 수소와 공기(산소)를 반응시켜 전기를 얻고 물만 배출시키므로 미래 청정에너지원으로 주목받고 있다. 김 교수팀은 이중층 페로브스카이트 구조의 전극 소재를 개발해 기존의 문제점을 해결했다. 기존 SOFC는 순수한 수소를 얻는 과정이 필요해 상용화가 어려웠다. 그러나 김 교수팀이 개발한 소재로 만든 연료극은 프로판 가스를 직접 사용해도 높은 출력을 보였다(850도에서 1.3W/㎠ 출력). 또 세계 최초로 700도에서 500시간 동안 전압과 전류가 떨어지지 않고 안정적으로 유지됐다. 김 교수는 "이 물질을 고체 산화물 연료전지에 적용할 경우 집집마다 연결된 도시가스를 이용해 발전할 수 있다"며 "전기를 생산하면서 폐열로 온수 공급도 가능해 전기료 절감은 물론 전력대란도 피할 수 있다"고 말했다. 그는 이어 "2009년 UNIST에서 연구실을 꾸릴 때부터 시작해 SOFC의 공기극(음극)부터 연료극(양극)까지 가장 효과적인 물질을 찾아왔다"며 "UNIST 학생들과 장비 등이 함께 어우러진 순수 UNIST 기술이라는 점에서 의미가 더 크다"고 덧붙였다. 김 교수는 이 기술과 관련해 '네이처 머티리얼스를 비롯한 저널에 28편의 논문을 게재하고 5건의 특허를 등록했다. 출원된 특허도 27건에 이른다. 이달의 산업기술상은 산업통상부 연구개발(R&D) 지원을 통해 개발된 우수 기술과 사업화 성공 기술에 대해 포상하는 제도다. 매월 수상자가 선정되며 시상식은 분기별로 열린다. 제11회 이달의 산업기술상 시상식은 7일 서울 양재동 엘타워에서 열렸다. kky060@fnnews.com 김기열 기자

미래 친환경 에너지원인 고체산화물연료전지(SOFC)의 성능을 2배 이상 높인 새로운 전극 소재 개발에 성공한 국제 공동연구팀의 김건태 울산과학기술대학(UNIST·오른쪽)교수와 신지영 동의대 교수가 전극 소재에 대해 설명하고 있다.

울산과학기술대학(UNIST) 교수가 포함된 국제 공동연구진이 소재가 상대적으로 저렴한 고체산화물 연료전지의 성능과 안정성을 개선할 수 있는 전극소재를 개발해 향후 고체산화물 연료전지 상용화를 위한 발판이 될 것으로 기대된다. 22일 UNIST 친환경에너지공학부 김건태 교수에 따르면 미국 조지아공대 메일린 류(Meilin Liu) 교수, 동의대 신지영 교수 연구팀과 공동으로 수행한 이번 연구 결과가 네이처 자매지 사이언티픽 리포트지(Scientific Reports)에 논문명(Highly efficient and robust cathode materials for low-temperature solid oxide fuel cells : PrBa0.5Sr0.5Co2-xFexO5+δ)으로 13일자에 게재됐다. 고체산화물 연료전지의 성능과 안정성을 개선할 수 있는 전극소재를 개발에 성공한 국제연구팀의 일원인 UNIST 친환경에너지공학부 김건태 교수.(사진 앞줄 좌측) 특히 이번 연구는 교육부(장관 서남수)와 한국연구재단(이사장 이승종)이 추진하는 세계수준의연구중심대학(WCU) 육성사업 등의 지원으로 수행됐다. 고체산화물 연료전지는 구성물질이 모두 고체여서 구조가 간단하고 소재가 상대적으로 저렴한 데다 전해질 손실로 인한 충전의 번거로움이나 부식의 우려가 적고 연료의 연소과정이 없어 유독물질이 배출되지 않는데다 에너지 효율도 50% 이상으로 높은 장점이 있다 그러나 800℃~ 1000℃의 고온에서 작동하기 때문에 값비싼 고온합금이나 세라믹 소재를 사용해야 하는 데다 고온으로 장시간 사용시 내구성이 저하되는 단점 때문에 보다 낮은 온도에서 작동하면서 전지의 성능은 저하되지 않는 물질을 개발하는 것이 관건이었다. 이에 연구팀은 기존보다 300℃ 가량 낮은 500~700oC에서도 출력밀도와 내구성이 뛰어난 이중층 페로브스카이트 전극을 개발했다. 원소와 원자반경이 작은 전이금속인 전극은 산소이온으로 된 8면체 물질로 페로브스카이트에서 이온반경이 큰 원자를 일부 치환해 원자크기의 차이를 만들어 층을 만든 물질로 산소이동도와 표면특성이 우수하다. 특히 연구팀이 개발한 물질의 구조상 만들어지는 기공채널을 통해 산소 이온이 지그재그 유형으로 빠르게 확산할 수 있어 산소 환원반응이 원활해진다는 것이 김 교수의 설명이다. 김 교수는 "성능이 높으면서도 안정적인 연료전지 전극소재 개발의 단서를 제공함으로써 친환경 고체산화물 연료전지 개발에 응용될 경우 국내외 연료전지 상용화에 기여할 수 있을 것" 이라고 밝혔다. kky060@fnnews.com 김기열 기자

[파이낸셜뉴스] 국내 연구진이 온실가스로 수소를 만드는 촉매를 개발했다. 연구진은 수소가 더 빨리 만들어지게 하기 위해 최초로 '금속삼합'으로 촉매를 만들었다. 그결과 기존의 촉매보다 반응성이 84% 이상 향상됐으며 350시간 이상 성능이 유지됐다. 이번 개발한 촉매는 이산화탄소와 메탄을 없애면서 친환경 원료를 생산하는 1석2조의 기술이라고 연구진은 설명했다. 울산과학기술원(UNIST)은 에너지화학공학부 김건태 교수팀이 합금 나노입자에 금속 원소 3개를 섞어 수소를 만들어내는 촉매를 개발했다고 10일 밝혔다. 이 촉매는 메탄과 이산화탄소를 화학 반응시켜 수소와 공업 원료인 일산화탄소를 생산해 낼 수 있다. 연구진이 개발한 촉매를 사용한 결과 촉매 1g으로 900도에서 초당 약 1.2x1000경 개의 메탄 분자를 변환했다. 연구진은 이는 한종류로 만든 촉매보다 약 84.8% 증가한 것이라고 설명했다. 또한 750도에서 약 350시간이 넘는 시간 동안 잘 작동하는 안정성을 보였다고 덧붙였다. 연구진이 개발한 촉매는 삼상 합금 나노입자가 촉매 표면에 돋아난 형태다. 합금 나노입자에 코발트, 니켈, 철 금속 원소 3개가 섞여 있어 기존 촉매보다 메탄 분해 반응을 더 잘 일어난다. 제1저자인 주상욱 연구원은 "합금 나노입자가 메탄의 화학결합을 더 느슨하게 만들어 분해를 촉진 한다"며 "이는 철이 첨가되면서 나타난 합금 나노입자의 전자 구조 변화때문"이라고 설명했다. 일반적으로 건식 메탈 개질 반응에는 니켈 금속 기반 촉매를 쓴다. 성능은 좋지만 고온에서 촉매 입자끼리 뭉치는 현상과 반응을 반복할수록 고체 탄소가 촉매 표면에 쌓이는 문제가 있다. 연구진이 개발한 촉매는 '스마트 자가재생 촉매'의 한 종류다. 촉매 입자 내부의 금속 원소가 반응을 반복하면 표면으로 솟아오르는 용출 현상을 이용하는 촉매다. 표면이 새로운 금속 나노 입자로 재생되면서 촉매 성능을 오래 유지 할 수 있다. 특히 니켈 또는 코발트 금속을 용출 시키면 이 둘이 나노 입자 합금을 만들어 성능이 뛰어나다. 이번 연구에서는 촉매 입자 표면에 철을 얇게 입혀 니켈과 코발트 금속을 표면으로 더 잘 올라오게 만들었다. 또 용출된 니켈, 코발트 입자가 철과 섞여 새로운 삼상 합금이 형성돼 성능이 더 좋아졌다. 삼상 합금이 발견 된 것은 최초다. 오진경 연구원은 "새로 개발한 방법을 이용해 삼상 촉매를 만들 수 있을 뿐만 아니라, 단위 면적 당 약 200개가 넘는 합금 나노 촉매 입자를 만들어 건식 개질 촉매 반응성을 높일 수 있었다"고 전했다. 김건태 교수는 "메탄 건식 개질 반응을 통해 안정적으로 합성가스와 수소를 생산하려면 촉매의 활성과 안정성이 뒷받침돼야 한다"며 "두 가지 조건을 동시에 만족하는 촉매 물질을 개발한 이번 연구는 메탄 건식 개질 상용화에 기여할 것"이라고 전망했다. 이번 연구는 포항공대 화학공학과 한정우 교수도 함께 참여했다. 연구결과는 화학분야 세계적 권위지인 '앙게반테 케미(Angewandte Chemie International Edition)'에 지난 5월 7일일자로 온라인 공개돼 정식출판을 앞두고 있다.  monarch@fnnews.com 김만기 기자

[파이낸셜뉴스] 국내 연구진이 액상 암모니아를 전기로 분해해 순도 100%에 가까운 수소를 대량 생산하는데 성공했다. 연구진이 분석한 결과 이 방식은 물 전기분해로 수소를 만드는 것 보다 소모 전력량이 3분의 1에 불과했다. 울산과학기술원(UNIST)은 에너지화학공학과 김건태 교수팀이 다공성 니켈 폼 전극을 이용해 액상 암모니아에서 수소를 추출하는데 성공했다고 6일 밝혔다. 연구진은 이번에 개발한 니켈 폼 전극을 이용해 1㎾h의 전력으로 569L의 수소를 생산했다. 물 전기분해 대비 소비 전력량 3분의 1 낮은 수치다. 이는 암모니아를 쓸 때 물보다 적은 전력과 비용으로 그린수소를 생산할 수 있음을 실증한 것이다. 제 1저자인 양예진 UNIST 에너지공학과 석·박사통합과정 연구원은 "이 전극은 산화 및 환원 반응에서 모두 함께 쓸 수 있는 전극으로 암모니아 전해 시스템 단순화 및 구축 비용 절감에 큰 기여를 할 것으로 기대한다"고 말했다. 수소를 운송하는 방법 가운데 가장 효율적인 방법으로 암모니아 합성법이 있다. 수소로 암모니아를 합성하면 1.5배 많은 수소를 운반할 수 있고 운송 중 손실이 적기 때문이다. 또 기존 액화 암모니아 운송 인프라를 활용할 수 있는 것도 장점이다. 하지만 수소를 암모니아로 합성하는 기술은 상용화되지만, 암모니아에서 다시 수소 뽑는 기술은 아직 초기 단계다. 공동 제1저자 김정원 UNIST 에너지공학과 석·박사통합과정 연구원은 "향후 암모니아 전해 상용화를 위한 기초 연구로써도 의미가 있다"고 설명했다. 연구진은 순환전류법(CV)을 사용해 니켈 폼 전극 표면에 박금을 고르게 발랐다. 이렇게 합성한 전극을 액상 암모니아 넣은 뒤 전류를 흘려주면 암모니아가 전기분해되면서 수소가 만들어진다. 실험결과, 수소 순도를 나타내는 지표인 패러데이 효율은 90% 이상이었으며, 화학반응 속도를 나타내는 전류 밀도도 500㎃㎠ 이상으로 높았다. 또 가스 분석기를 활용해 실시간으로 발생하는 가스양을 정량적으로 분석하는 프로토콜을 새롭게 제시해 효율적 암모니아 전해 공정 조건도 찾아냈다. 김건태 교수는 "이번 연구에서 제시한 고효율 전극을 암모니아 전해 공정을 적용하면 암모니아 전해 수소 생산 기술 상용화가 한층 빨라질 것"이라고 말했다. 이번 연구는 롯데케미칼 기초소재연구소 이민재, 서명기, 민형기, 최영헌 박사가 각각 공동 저자로 참여했다. 연구결과는 에너지 및 재료 분야 국제학술지 '재료화학 저널 A(Journal of Materials Chemistry A)' 온라인판에 3월 27일자로 공개됐으며 표지논문으로 선정돼 정식출판을 앞두고 있다.   monarch@fnnews.com 김만기 기자

[파이낸셜뉴스] 울산과학기술원(UNIST) 에너지화학공학부 김건태 교수팀이 차세대 연료전지인 이중층 페로브스카이트 물질 이동 특성을 수치로 정향화하는 방식을 최초로 규명하면서 미코 등 관련주에 매수세가 몰리고 있다. 8일 오후 1시 21분 현재 미코는 코스닥시장에서 전일 대비 3.45% 오른 1만5000원에 거래되고 있다. 김건태 교수 연구팀은 이날 수소이온(양성자)이 얼마나 빠르게 이중층 페로브스카이트 물질을 통과하는지를 알려주는 정량 지표를 최초로 밝혀냈다고 밝혔다. 이중층 페로브스카이트는 차세대 연료전지인 '양성자 세라믹 연료전지'의 양극 소재로 주목받았다. 이번 연구가 새로운 연료전지 양극소재 개발에 도움을 줄 것이란 전망이 나오는 것도 이 때문이다. 미코는 김건태 교수팀과 산학 협력 파트너 관계를 맺고 있다. 연구팀은 앞서 지난해 6월 한국동서발전과 세계 최초로 이산화탄소를 이용한 수소생산 촉매 개발에 성공한 바 있다. 김 교수는 “이번에 개발된 측정법은 이중층 페로브스카이트를 포함하는 삼중 전도 산화물에 적용이 가능하다”며 “삼중 전도성 산화물을 이용한 촉매 및 에너지 저장장치 개발의 토대를 마련한 연구”라고 말했다. dschoi@fnnews.com 최두선 기자

【파이낸셜뉴스 울산=최수상 기자】 ‘이산화탄소’를 제거하면서 ‘수소’와 ‘전기’를 더 쉽고 빠르게 생산하는 새로운 배터리 시스템이 개발돼 눈길을 모으고 있다. UNIST(울산과학기술원)는 에너지화학공학부 김건태 교수팀은 20일 시스템 분리막이 필요 없는 ‘멤브레인 프리(Membrane-free) 수계 금속-이산화탄소 배터리’를 개발했다고 밝혔다. 기존 ‘수계 금속-이산화탄소 시스템’과 달리 전극 분리막이 없어 제조공정이 간단할 뿐만 아니라 한 종류의 전해질만으로 지속적인 동작이 가능하다. 김 교수팀은 선행연구를 통해 ‘수계 금속-이산화탄소 시스템’을 세계 최초로 개발한 바 있다. 이 시스템은 이산화탄소가 녹아 산성화된 물에서 자발적으로 발생하는 화학 반응을 통해 이산화탄소를 수소와 전기로 바꾸는 방식이다. 이번에 개발된 ‘멤브레인 프리 수계 금속-이산화탄소 배터리는(Membrane-free Mg-CO2 Battery)’은 음극(마그네슘 금속), 수계전해질, 양극만을 필요로 한다. 수소 발생 효율이 92%로 높을 뿐만 아니라 충전 반응에서 생성되는 산소와 염소도 유용하게 쓸 수 있다. 연구진이 개발한 멤프레인 프리 수계 금속-이산화탄소 배터리는 수소차 연료전지와 유사한 구조다. 하지만 연료전지와 달리 촉매가 물속(수계 전해질)에 담겨져 있으며 음극과 도선으로 연결돼 있다. 물에 이산화탄소를 불어넣으면 전체 반응이 시작돼 이산화탄소는 사라지고, 전기와 수소가 만들어진다. 전동협 동국대학교 기계시스템공학 교수는 “시뮬레이션 결과 멤브레인 프리(Membrane-free) 수계 금속-이산화탄소 배터리의 성능 저하 원인을 정밀하게 찾아 낼 수 있었다”며 “문제점의 정확한 진단을 통해 지금보다 향상된 이산화탄소 활용 배터리를 개발할 수 있을 것”이라고 전했다. 김건태 교수는 “제조 과정은 단순화하면서도 이산화탄소 활용도를 더 높인 ‘멤브레인 프리’ 기술로 수계 금속-이산화탄소 시스템의 상용화를 앞당길 수 있을 것”이라며 “이번 연구는 단순히 새로운 이산화탄소 활용 시스템 개발에 그치지 않고 더 많은 파생 연구로 이어질 것”이라고 설명했다. 이번 연구는 동국대 전동협 교수와 오스트레일리아 뉴 사우스 웨일즈 대학교 (University of New South Wales)의 리밍 다이(Liming Dai) 교수가 함께 참여했다. 연구결과는 에너지 분야 세계적 권위지인 ‘나노에너지 (Nano Energy)’에 지난 4일자로 온라인 공개돼 출판을 앞두고 있다. 연구 수행은 한국동서발전, 과학기술정보통신부-한국연구재단 (NRF) 등 지원으로 이뤄졌다. ulsan@fnnews.com 최수상 기자

[파이낸셜뉴스] 국내 연구진이 해외 공동연구를 통해 이산화탄소를 물에 넣어 수소와 전기를 만드는 신개념 배터리를 개발했다. 울산과학기술원(UNIST)은 에너지화학공학부 김건태 교수팀이 분리막 없이도 수소와 전기를 만들어내는 '멤브레인 프리 수계 금속-이산화탄소 배터리'를 개발했다고 20일 밝혔다. 연구진에 따르면 기존 '수계 금속-이산화탄소 시스템'과 달리 양극쪽과 음극쪽을 분리하는 막이 없어 제조 공정이 간단할 뿐만 아니라 한 종류의 전해질만으로 지속적인 동작이 가능하다. 이 배터리의 성능을 측정한 결과 최대 전력 생산량이 202.3 ㎃/㎠, 최대 출력이 64.8 ㎽/㎠였다. 또한 수소 전환 효율의 경우 평균 92%로 높았다. 김 교수팀은 지난해 '수계 금속-이산화탄소 배터리'를 세계 최초로 개발한바 있다. 이 배터리는 이산화탄소가 녹아 산성화된 물에서 자발적으로 발생하는 화학 반응을 통해 이산화탄소를 수소와 전기로 바꾸는 시스템이다. 이번에 개발된 '멤브레인 프리 수계 금속-이산화탄소 배터리는 마그네슘으로 된 음극과 수계전해질, 양극만 있다. 수소 발생 효율이 92%로 높을 뿐만 아니라 충전 반응에서 만들어지는 산소와 염소도 유용하게 쓸 수 있다. 김정원 UNIST 에너지공학과 석·박사통합과정 연구원은 "수계-금속 이산화탄소 시스템은 '금속-이산화탄소 전지'와 달리 반응 생성물이 기체와 이온 형태로 존재한다는 점에서 지속적으로 작동 가능한 효율적인 CCUS 기술"이라고 설명했다. 연구진이 개발한 멤프레인 프리 수계 금속-이산화탄소 배터리는 음극과 수계 전해질, 양극만 필요하다는 점에서 수소차 연료전지와 유사한 구조다. 하지만 연료전지와 달리 촉매가 물속에 담겨져 있으며 음극과 도선으로 연결돼 있다. 물에 이산화탄소를 불어넣으면 전체 반응이 시작돼 이산화탄소는 사라지고, 전기와 수소가 만들어진다. 전동협 동국대학교 기계시스템공학 교수는 "시뮬레이션 결과 멤브레인 프리 수계 금속-이산화탄소 배터리의 성능 저하 원인을 정밀하게 찾아 낼 수 있었다"며 "문제점의 정확한 진단을 통해 지금보다 향상된 이산화탄소 활용 배터리를 개발할 수 있을 것"이라고 전했다. 김건태 교수는 "제조 과정은 단순화하면서도 이산화탄소 활용도를 더 높인 '멤브레인 프리' 기술로 수계 금속-이산화탄소 시스템의 상용화를 앞당길 수 있을 것"이라며 "이번 연구는 단순히 새로운 이산화탄소 활용 시스템 개발에 그치지 않고 더 많은 파생 연구로 이어질 것"이라고 설명했다. 이번 연구는 동국대 전동협 교수와 뉴 사우스 웨일즈 대학교의 리밍 다이 교수가 함께 참여했다. 연구결과는 에너지 분야 세계적 권위지인 '나노에너지 '에 1월 4일자로 온라인 공개돼 출판을 앞두고 있다. monarch@fnnews.com 김만기 기자

【파이낸셜뉴스 울산=최수상 기자】 물질 표면과 내부에 모두 에너지 저장이 가능한 페로브스카이트(Perovskite) 소재가 개발됐다. 슈퍼커패시터에 대용량 이차전지의 장점을 더한 고속충전·고출력 만능 전지(에너지 저장장치) 개발이 앞당겨질 전망이다. UNIST 에너지화학공학과 장지현 교수팀은 이차전지와 슈퍼커패시터의 장점을 갖춘 신개념 에너지 저장 장치에 쓸 수 있는 페로브스카이트 산화물 소재를 개발했다고 26일 밝혔다. 슈퍼커패시터(Supercapacitor)는 이차전지와 달리 충전이 빠르고 순간적으로 필요한 전기를 빠르게 뽑아 낼 수 있는 전원 장치다. 전극 ‘표면’에 전기에너지를 저장했다가 꺼내는 쓰는 방식이기 때문이다. 게다가 수명도 반영구적으로 길고 가볍다. 아주 작게도 만들 수 있어 사물인터넷이나 웨어러블 디바이스 전원으로 주목받고 있다. 하지만 물질 ‘속’에 전기를 저장하는 리튬이온전지 같은 이차전지 보다는 단위 질량당 에너지 저장 용량이 떨어지는 한계가 있다. 연구팀은 물질 표면과 내부에 모두 에너지를 저장 할 수 있는 페로브스카이트 산화물 기반 전극 활물질(Active material)을 이용해 슈퍼커패시터의 에너지 저장 능력을 끌어올렸다. 슈퍼커패시터의 에너지 저장방식과 이차전지의 에너지 저장방식을 모두 쓰는 셈이다. 물질 내부의 산소 음이온은 이차전지의 리튬 양이온과 유사한 역할을 해 물질 속에 전기 에너지를 저장하며, 내부에서 흘러나온(용출,Exsolution) 코발트(Co)는 산화과정을 거쳐 슈퍼커패시터 방식으로 표면에 전기에너지를 저장한다. 제1저자로 연구에 참여한 강경남 UNIST 화학공학과 박사과정 연구원은 “페로브스카이트 산화물 속 코발트가 표면으로 흘러나오는 용출 현상과 페로브스카이트 산화물 내에 산소 음이온이 자유롭게 이동할 수 있는 빈 공간(산소 빈자리 결함, Oxygen vacancy)이 많다는 점에서 착안해 새로운 물질을 개발했다”고 밝혔다. 이 물질을 전극에 코팅하는 간단한 방법으로 웨어러블 디바이스 전원용 유연 슈퍼커패시터 제작에도 성공해 상용화 가능성을 보였다.  이 물질을 전극에 코팅한 플렉서블 슈퍼커패시터는 215.8 Wh/kg (218.54 mAh/g)의 단위 질량당 에너지 밀도(단일 전극 시 에너지 저장 용량)를 기록했다. 이는 기존 페로브스카이트 소재를 적용했을 때 보다 60% 정도 향상된 수치다. 또 순간 출력을 가늠하는 지표인 전력밀도도 14.8 kW/ kg으로 높았다. 이 슈퍼커패시터를 이용해 3.6V의 LED 조명을 켤 수 있었을 뿐만 아니라, 이를 구부리거나 비틀어도 안정적인 성능을 유지했다. 장지현 교수는 “이번 연구로 물질의 모든 부분을 에너지 저장에 쓸 수 있다는 사실을 밝혔다”며 “이를 통해 기존 이차 전지와 슈퍼커패시터의 한계를 보완하고 장점만을 취사선택해 신개념 에너지 저장장치 개발의 새로운 방향성을 제시했다” 고 설명했다. 그는 이어 “페로브스카이트 산화물을 차세대 전지의 전극 활물질로 활용하는 연구뿐만 아니라, 신개념 에너지 저장법을 적용할 수 있는 새로운 전극 소재 개발도 계속 해 나갈 것”이라고 밝혔다. 이번 연구는 UNIST 에너지화학과 김건태 교수, 연구지원본부 정후영 교수도 함께 참여했으며, 연구결과는 에너지 분야 국제학술지인 ACS Energy Letters에 표지 논문 (Front supplementary cover paper)으로 선정돼 11월 13일자로 온라인 출판됐다. 연구 수행은 한국연구재단(NRF) 중견연구자 지원 사업 및 온사이트 수소충전소를 위한 광전기화학 수소생산기술 및 시스템 개발 사업 지원으로 이뤄졌다. ulsan@fnnews.com 최수상 기자