▒ 과학자들이 일반 사무용지와 큰 차이가 없는 종이에 카본과 실버 나노 재료를 코팅하여 배터리와 Super Capacitor(대용량 축전지)를 만드는 기술을 개발했다. 12월 7일(미국 시간) 「미국 과학 아카데미 기요」(PNAS) 웹 사이트에 발표된 이 연구에 의해 과학자들은 컴퓨터나 휴대전화, 태양전지 패널에 통합할 수 있는 인쇄 가능한 경량형 배터리로 접근 한 것이 된다.


왼쪽은 일반 종이. 오른쪽은 탄소 나노튜브로 코팅된 종이. 전자 현미경 사진 : Yi Cui

논문의 공동 집필자인 스탠포드대학의 Yi Cui에 의하면, 이 종이 장치는 높은 효율을 나타냈지만, 그것은 종이에 있는 구멍으로 인한 것이다. 나노 스케일로 보면 종이는 얽힌 섬유가 종횡 무진으로 줄지어 있는 상태다. 이 넓은 표면이 잉크가 고착되는 것을 돕는 기능을 하지만, 이것은 카본 나노 튜브 잉크에도 들어맞는다. 카본 나노 튜브 잉크가 종이에 닿으면 나노 튜브가 정전기의 힘에 의해서 「아주 단단히 셀룰로오스에 고착된다」고 한다.


과학자들은 카본 나노 튜브의 잉크로 코팅된 2매의 종이 사이에 미처리된 종이를 끼워, 이것을 전해질 용액 속에 넣음으로써, 접거나 말거나 할 수 있는 전도성의 종이를 만들어 냈다. 카본 나노 튜브는 용액 속의 전해질이 반응하는 전극으로서 종이는 그 기초로 작동한다.


탄소 나노튜브로 코팅된 종이의 유연성을 보여준다. 사진 : Yi Cui

이전의 연구에서는 셀룰로오스를 전도성 물질의 주요 요소로서 사용하고 있었지만, 이번 실험에서는 처음으로 보통 사무용지를 사용했다고 Cui는 말한다. 전도성을 갖게 한 종이에 점착 테이프를 붙이고 난 후 떼어 보면, 잉크는 테이프와 함께 벗겨지지 않았다. 플라스틱 필름으로 완성된 다른 에너지 보존 물질에서는 이 점이 문제라고 연구자 등은 지적하고 있다. [플라스틱이나 유리와 달리, 종이 섬유와 카본 나노 튜브 필름이 강하게 결합되기 때문에 접착제가 필요없다. 그 만큼, 성능 저하없이 제조 코스트를 억제하여 상업용을 목표로 할 계획이다]

카본 나노 튜브가 아니고 실버 나노 와이어로도 종이를 전도성으로 할 수 있었다.

계산으로는 1kg의 카본 나노 튜브를 코팅한 「전도지(電導紙)」는 40W 전구 1시간 분의 전력을 생성할 수 있을 가능성이 있는 것으로 나타났다. 이 효율은 플라스틱 베이스의 박형 에너지 보존 장치보다 높은 것이다. 과학자들은 또 이 전도지를 사용하여 리튬 이온 배터리의 전류를 모아서 발광 다이오드(LED)를 점등시키는 데도 성공했다. [보도자료에 의하면 4만회 이상의 충전 사이클이 가능하다고 한다]


다음 단계의 과제는 보다 큰 규모로 생산하는 것이지만, 종이와 인쇄 기술은 충분히 발달되어 있으므로 이 과제는 어렵지 않을 것으로 생각된다.

[2007년, 셀룰로오스로 만들어진 유연한 배터리. 기존의 배터리에 필적하는 장시간의 안정적인 출력과

수퍼 커패시터와 같은 신속한 에너지 방출을 실현하는 것으로, 최종적으로 인쇄 방식 제조를 목표로하고 있다]


URL : http://wiredvision.jp/news/200912/2009120923.html

<출처> Wiredvision Japan(日), 2009/12/09

Posted by TopARA

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