한국과학기술연구원(KIST)과 전북대학교, 한국과학기술원(KAIST), 그리고 강원대학교의 연구팀이 함께 개발한 혁신적인 섬유형 아연전지가 세계적으로 주목받고 있다. 이 연구는 기존의 배터리 기술에 대한 새로운 패러다임을 제시하며, 특히 웨어러블 전자기기와 휴머노이드 로봇 등 다양한 분야에서의 응용 가능성을 열어주고 있다. 1m 길이로 연속 생산 가능한 이 배터리는 자유롭게 구부릴 수 있는 특성을 지니고 있어, 기존의 배터리 기술이 가지던 한계를 극복하였다는 점에서 큰 의미를 지닌다.
기존의 섬유형 배터리는 제조 길이가 짧고 성능 저하 문제로 인해 웨어러블 기기 및 로봇에 활용하기 어려웠다. 그러나 연구팀은 이러한 문제를 해결하기 위해 산소 기능기를 도입한 탄소나노튜브를 정밀하게 배열하여 아연이 전극 표면에 균일하게 쌓이도록 하였다. 이 과정을 통해 덴드라이트의 형성과 부식 반응을 억제하여 배터리의 성능과 수명을 향상시켰다. 연구팀의 실험 결과, 해당 배터리는 800회 충·방전 후에도 초기 용량의 85%를 유지하는 성과를 보였다.
또한, 자동화된 연속 생산 공정을 통해 1m 길이의 섬유형 아연전지를 제작할 수 있는 기반이 마련되었다. 이 공정은 섬유 공급에서 아연 도금, 세척, 건조까지의 모든 단계가 자동으로 이어지며, 효율적인 대량 생산이 가능하다. 연구팀은 이 배터리가 1만 회 반복해서 구부려도 초기 용량의 89.8%를 유지하는 것을 확인하였다.
이러한 혁신적 기술은 스마트 의류와 웨어러블 센서뿐 아니라, 기존의 배터리를 설치하기 어려운 공간에서도 적용될 수 있다는 점에서 큰 기대를 모으고 있다. 예를 들어, 휴머노이드 로봇의 관절이나 내부 프레임에 이 배터리를 활용함으로써 더욱 유연하고 기능적인 디자인이 가능해질 것이다. 김남동 KIST 박사는 “이번 연구는 섬유형 아연전지의 핵심 난제인 덴드라이트 성장과 제한적인 제조 길이를 소재와 공정 기술의 융합을 통해 동시에 해결했다는 데 의미가 있다”고 설명하였다.
이번 연구 결과는 국제학술지 ‘어드밴스드 에너지 머티리얼스(Advanced Energy Materials)’에 7월 2일 온라인으로 게재되어, 세계적으로도 그 가치를 인정받고 있다. 이러한 연구 성과는 앞으로의 배터리 기술 발전에 큰 기여를 할 것으로 기대되며, 웨어러블 기술 및 로봇 산업의 혁신을 이끌어갈 중요한 계기가 될 것이다. 앞으로 이 기술이 상용화되면, 우리의 일상이 더욱 편리하고 스마트해지는 변화를 가져올 것으로 보인다.
[관련기사] https://n.news.naver.com/mnews/article/011/0004676535?sid=105
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