[금강일보 곽진성 기자] 나노종합기술원(원장 이조원)은 연구진이 반도체 공정기술을 활용해 전기용량이 4배 이상 획기적으로 향상된 맥신(MXene)기반 에너지저장 나노소자 개발에 성공했다고 7일 밝혔다.

기술원에 따르면 이번에 개발된 맥신기반 슈퍼캐패시터 기술은 기술원의 반도체 공정기술과 미국 드렉셀대학교의 맥신 소재 원천기술을 융합한 국제공동 기술개발 성과로 세계적 권위지인 Nano Energy(IF=16.6)에 지난달 게재됐다.

최근 기후변화, 환경규제 강화 및 모바일 기기 시장의 성장에 따라 고성능 전기에너지 저장장치에 대한 수요가 증가함에 따라 슈퍼캐패시터의 글로벌 시장이 급성장하고 있어 소자의 소형화, 효율화 및 대용량화를 위한 연구개발이 활발히 이뤄지고 있다.

슈퍼캐패시터는 양쪽 전극사이의 갭이 작아질수록 이온 수송 특성이 개선돼 소자 성능이 향상된다. 잉크젯 프린팅과 레이저 패터닝 기술을 적용한 기존 연구는 패터닝 기술의 소형화 한계로 수십 마이크로미터 이하의 선폭 제어에 한계가 있었다.

개발된 기술은 미세 선폭 제어기술인 반도체 공정기술, 전자빔 리소그래피 기술, 집속이온빔 기술을 활용해 대면적 8인치 웨이퍼에서 500nm 선폭 맥신/탄소나노튜브 복합소재(맥신)를 적용한 슈퍼캐패시터 소자를 구현했으며 이를 통해 높은 전기용량(317mF/cm2, 4배 향상)과 빠른 충방전 성능을 확보했다.

이 원장은 “개발된 기술은 해외 연구그룹과의 공동 연구성과로, 기술원은 국내 연구자와 해외 연구자간 국제 공동R&D와 교류의 장을 제공하는 R&D허브의 역할을 강화해 나갈 계획”아라고 말했다.

곽진성 기자 pen@ggilbo.com