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친환경적인 낙엽 배터리가 세계 최초로 개발되었다고 해요.

에코 이야기

2022.1.24

에코선생님

우리 친구들, 에코 롱롱을 통해서 자연에서 친환경 에너지를 얻고 오래오래 사용하는 것이 중요하다는 것을 잘 알고 있을 텐데요. 친환경 에너지를 얻는 것뿐만 아니라 만들어진 에너지를 저장해 두었다가 사용하는 것도 중요하답니다. 그래서 에너지 저장장치로 배터리를 사용하는데, 버려지는 폐전지의 수거, 재활용이나 처리 과정에서 환경오염과 안정성 문제가 발생하고 있어요. 그런데, 최근 우리나라의 한 연구진이 세계 최초로 친환경적인 낙엽 에너지 저장장치(슈퍼 캐퍼시터)를 개발했다고 해요.

슈퍼 캐퍼시터란 유기 전해질에 다공성 전극 및 이온이 용해된 구조로, 일반 배터리 구조와 비슷한 전기화학적 에너지 저장 장치를 말해요. 충전이나 방전 때 화학반응이 일어나지 않고, 얇고 휘어지게 제작 가능해서 전자 시계나 센서, 웨어러블 기기 등에도 잘 사용된다고 해요. 전력 밀도도 높고, 오래 쓸 수 있으며, 충전 시간이 짧아 많은 관심을 받고 있는데요. 점점 IT 기기가 첨단화되고 많은 수요와 사용으로 교체 주기도 짧아져 버려지는 건전기가 많아지고 있어서 환경오염 문제가 대두되고 있어요.

우리 삶에서 전자기기를 빼고 살 수 없을 만큼 필수가 되어버린 에너지 저장장치인 배터리. 이것을 사용하면서 환경오염을 최소화하기 위해 연구진들이 많은 고민 끝에 ‘낙엽’을 생각해냈다고 해요. 전 세계 육지의 30%를 덮은 산림에서 방출되는 엄청난 양의 낙엽은 양도 풍부하고, 생분해도 가능하며, 재생가능한 친환경 재료예요. 그런데, 효과적으로 사용하지 않고 그냥 방치할 경우 화재의 위험, 식수원 오염 등 산림 재해도 발생한답니다.

그래서 연구진은 친환경적인 생분해성 바이오매스인 낙엽 위에 미세한 라식 수술 등에 사용되는 펨토초 레이저 기술을 연구해 높은 전기 전도성을 가진 미세 전극, 3D 다공성 그래핀을 생성하는 기술을 개발했다고 해요. 이 기술을 활용해 유연하게 활용 가능한 마이크로 슈퍼 캐퍼시터를 제작할 수 있게 된 것이죠. 저렴하고 쉽게 얻을 수 있는 낙엽에 빠르게 다공성 그래핀-무기결정 하이브리드 전극을 만드는 데 성공했어요. 여러 테스트를 통해 성능도 검정했으며, 대량 생산의 가능성도 확인했다고 해요.

이것은 버려지는 자원을 재사용하면서 환경을 지키고, 에너지 순환을 이뤄낸다는 데에 의미가 있는데요. 첨단 산업에 친환경 에너지를 사용하면서 각종 비용을 크게 감소시킬 수 있다는 장점까지 더해져서 더욱 반갑게 느껴집니다. 낙엽 외에 나무 가루 등의 산림의 부산물을 이용해 에너지 저장 장치의 소자를 개발하는 연구를 하고 있다고 하는데요. 상용화되는 그날이 빨리 오길 기대해보아요^^ 

▲ 낙엽 배터리 (출처: 아시아경제)

                                                                                                                                                                                                                                                                

참조 : 「‘폐전지 환경 오염’ 걱정 없는 ‘낙엽 배터리’ 세계 최초 개발 」 『아시아경제』 2022. 1. 13.

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