충전 방식의 변화와 이차전지, '슈퍼 커패시터'의 탄생

[이미지 촬영=대한민국청소년기자단 4기 최민영기자]

 위의 사진 속 충전기는 스마트폰을 사용하는 사람이라면 거의 대부분 사용하고 있는 것으로 스마트폰 충전기이다. 사람들은 현재 위의 형태의 충전기를 자연스럽게 사용하고 있지만 사실 위 와 같은 충전기가 상용화되어 사용하는지도 얼마 되지 않았다. 2007년, 애플의 '아이폰'이 처음 출시되며 스마트폰 시장이 자리 잡게 되었으며 이후 2008년 9월 '안드로이드'가 출시되어 현재까지 약 10년 동안 사람들이 사용하고 있다. 그리고 10년의 시간 속에서 스마트폰은 다양한 형태로 발달하였으며 스마트폰의 형태와 같이 충전 방식 또한 변화하고 있는 추세를 보이고 있다. 변화의 흐름 속에서 여전히 사용되고 있는 충전 방식은 위의 사진과 같은 충전기이다.

 현재 나날이 새로운 충전 방식을 띠는 충전기가 탄생 및 출시되고 있다. 하지만 이번에는 기본적으로 전지를 소형화하여 휴대할 수 있다는 틀을 깬 전지가 새로 탄생되어 대중의 이목을 끌고 있다. 울산과학기술원 이상영 에너지 및 화학공학부 교수는 옷과 같은 곳에 그려 사용할 수 있는 전지 종류 중 하나인 슈퍼 커패시터를 개발하였다. 슈퍼 커패시터란 리튬이온의 화학적 반응을 통해 충전 및 방전하는 일반적인 전지와 단리 탄소 소재의 활동탄에 붙는 전자의 물리적 흡탈착을 이용하여 충전 및 방전하는 것이다. 이때 전자의 물리적 흡탈착은 접착과 코팅 등의 다양한 분야에서 과거부터 이용되고 있는 원리이다.

 이상영 교수가 개발한 슈퍼 커패시터는 양극과 음극, 전해질 물질을 겔의 형태로 만든 뒤, 옷감에 바른 뒤 말린다. 그 뒤 각각 양극과 음극 부분에 전선을 접촉시키면 전류가 흐르는 방식으로 사용할 수 있다. 또한, 이것은 물이 닿는 등의 세탁 및 다양한 형태로 슈퍼 커패시터가 휘거나 접히더라도 정상적으로 작동한다. 이 점에서 슈퍼 커패시터가 상용화가 이루어진다면 무겁거나 휴대가 힘든 전지의 대체가 가능할 것으로 보인다.

[대한민국청소년기자단 IT·과학부=4기 최민영기자]