나노종기원, '맥신 기반 슈퍼커패시터' 개발
8인치 웨이퍼세 500나노미터 선폭 성능 구현
8인치 웨이퍼세 500나노미터 선폭 성능 구현
반도체 공정 기술과 나노소재 기술을 융합해 전기용량을 대폭 향상시킨 차세대 에너지 저장소자가 나왔다.
나노종합기술원은 미국 드렉셀대과 공동으로 전기용량을 4배 이상 높인 '맥신 기반 고출력 슈퍼커패시터(대용량 축전기)'를 개발했다고 7일 밝혔다.
맥신은 타이타늄과 탄소가 층층이 쌓인 2차원 나노물질로, 전기전도도가 뛰어나고, 유연성이 높아 반도체 분야의 신소재로 주목받고 있다. 에너지 저장소자나 센서, 전자파 차폐 등의 전극으로 널리 쓰인다.
전기차와 에너지저장장치(ESS) 등의 확산에 따라 고출력 전기에너지 저장장치인 슈퍼커패시터에 대한 수요가 늘고 있고, 소자 소형화와 대용량화를 위한 기술개발이 활발하다.
슈퍼커패시터는 양쪽 전극 사이의 갭을 줄일수록 이온 수송능력이 향상돼 소자 성능이 높아진다. 기존 잉크젯 프린팅과 레이저 패터닝 기술로는 수십 마이크로미터 이하의 선폭을 제어하는 데 한계가 있다.
연구팀은 초미세 패턴을 구현하는 반도체 공정기술인 포토 리소그래피와 전자빔 리소그래피 기술, 집속 이온빔 기술을 활용해 대면적 8인치 웨이퍼에서 500나노미터(㎚) 선폭을 갖는 맥신 소재 기반의 슈퍼커패시터 소자를 구현하는 데 성공했다.
이 소자는 1㎠당 전기용량이 317mF(밀리파드)로, 기존 기술보다 4배 이상 높고, 충방전 성능도 뛰어나다고 연구팀은 설명했다.
안치원 나노종기원 박사는 "8인치 나노 공정기술과 나노소재 기술의 융합을 통해 나노에너지 분야의 핵심 기술인 초소형 및 고성능 에너지 소자의 상용화 가능성을 확인했다는 데 의미가 있다"고 말했다.
한편 이 연구결과는 국제 학술지 '나노 에너지(11월)' 온라인판에 실렸다.이준기기자 bongchu@dt.co.kr
나노종합기술원은 미국 드렉셀대과 공동 연구를 통해 기존보다 4배 이상 전기 용량을 향상시킨 '맥신 기반 슈퍼커패시터'를 개발했다.
나노종기원 제공
나노종합기술원은 미국 드렉셀대과 공동으로 전기용량을 4배 이상 높인 '맥신 기반 고출력 슈퍼커패시터(대용량 축전기)'를 개발했다고 7일 밝혔다.
맥신은 타이타늄과 탄소가 층층이 쌓인 2차원 나노물질로, 전기전도도가 뛰어나고, 유연성이 높아 반도체 분야의 신소재로 주목받고 있다. 에너지 저장소자나 센서, 전자파 차폐 등의 전극으로 널리 쓰인다.
전기차와 에너지저장장치(ESS) 등의 확산에 따라 고출력 전기에너지 저장장치인 슈퍼커패시터에 대한 수요가 늘고 있고, 소자 소형화와 대용량화를 위한 기술개발이 활발하다.
슈퍼커패시터는 양쪽 전극 사이의 갭을 줄일수록 이온 수송능력이 향상돼 소자 성능이 높아진다. 기존 잉크젯 프린팅과 레이저 패터닝 기술로는 수십 마이크로미터 이하의 선폭을 제어하는 데 한계가 있다.
연구팀은 초미세 패턴을 구현하는 반도체 공정기술인 포토 리소그래피와 전자빔 리소그래피 기술, 집속 이온빔 기술을 활용해 대면적 8인치 웨이퍼에서 500나노미터(㎚) 선폭을 갖는 맥신 소재 기반의 슈퍼커패시터 소자를 구현하는 데 성공했다.
이 소자는 1㎠당 전기용량이 317mF(밀리파드)로, 기존 기술보다 4배 이상 높고, 충방전 성능도 뛰어나다고 연구팀은 설명했다.
안치원 나노종기원 박사는 "8인치 나노 공정기술과 나노소재 기술의 융합을 통해 나노에너지 분야의 핵심 기술인 초소형 및 고성능 에너지 소자의 상용화 가능성을 확인했다는 데 의미가 있다"고 말했다.
한편 이 연구결과는 국제 학술지 '나노 에너지(11월)' 온라인판에 실렸다.이준기기자 bongchu@dt.co.kr
나노종기원 제공
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