산림과학원이 개발한 나노셀룰로스 종이 배터리의 견본
나노셀룰로스 종이 배터리는 셀룰로스를 나노 수준으로 작게 분해한 고분자 물질인 나노셀룰로스를 이용한 종이 배터리이다. 셀룰로스는 분자량이 가장 큰 다당류이며 식물·조류·난균류 등의 세포벽 구성 물질로 자연계에 가장 많이 존재하는 유기화합물이다.
나노셀룰로스를 이용한 종이 배터리는 탄소나노튜브(6각형 고리로 연결된 탄소들이 긴 대롱 모양을 이루는 지름 1nm 크기의 미세한 분자)와 셀룰로스 종이를 결합해 만든 에너지 저장장치이다. 나노셀룰로스 종이 배터리는 기존 배터리보다 용량이 3배 이상 증가해 장기간 동안 전력을 생산할 수 있고 독성이 없으며 저렴한 가격에 만들어낼 수 있다는 것이 장점이다. 또한 종이학을 접을 수 있을 만큼의 유연함을 가지고 있어 구부리고 비틀고 접는 것이 가능하며 필요한 모양으로 잘라도 본연의 성질과 효율성을 유지할 수 있다.
나노셀룰로스 종이 배터리를 만드는 과정에서 핵심 기술은 사람 머리카락의 5만분의 1 두께인 셀룰로스 가닥들을 결함 없이 균일하게 코팅하는 것이다. 코팅 두께에 따라 충전 용량과 속도를 획기적으로 조절할 수 있다.[1]
리튬이온 배터리는 고정된 케이스에 활물질(活物質) 및 도전재가 고분자 바인더에 의해 물리적으로 부착되어 있는 형태다. 따라서 외부로부터 심한 응력(應力)을 받을 경우 그 구성 물질들이 쉽게 떨어져 나가거나 변형이 일어나는 문제점을 가지고 있다.
반면에 나노셀룰로스 종이배터리는 나노셀룰로오스가 활물질 및 도전재를 3차원적으로 둘러싸고 있기 때문에 바인더가 없어도 우수한 기계적 물성을 확보할 수 있다. 또한 리튬이온 배터리에 들어가는 분리막도 나노셀룰로오스를 사용함으로써 우수한 이온전도도를 확보하고 있다.[2]
참고자료[편집]
같이 보기[편집]
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