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[IT뉴스]나노기공 속 고분자 고르게…슈퍼커패시터 급속 충·방전 성능 높였다

온카뱅크관리자

2026-09-04 12:07:24

<div id="layerTranslateNotice" style="display:none;"></div>  
        <div class="article_view" data-translation-body="true" data-tiara-layer="article_body" data-tiara-action-name="본문이미지확대_클릭"> 
         <section dmcf-sid="f55pX9Hlwp">
          <figure class="figure_frm origin_fig" contents-hash="a4711cec8c0258722adb0073ad4c77025ba99dc9a42e23c62eb98c624572270b" dmcf-pid="4qqV7Ru5r0" dmcf-ptype="figure">
           <p class="link_figure"><img alt="연구팀이 직접 설계·구축한 유동층 반응기 및 반응라인 개요. (임진형 교수)" class="thumb_g_article" data-org-src="https://t1.daumcdn.net/news/202609/04/etimesi/20260904120238199knzj.png" data-org-width="700" dmcf-mid="VMLAiOJ6EU" dmcf-mtype="image" height="auto" src="https://img3.daumcdn.net/thumb/R658x0.q70/?fname=https://t1.daumcdn.net/news/202609/04/etimesi/20260904120238199knzj.png" width="658"></p>
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            연구팀이 직접 설계·구축한 유동층 반응기 및 반응라인 개요. (임진형 교수)
           </figcaption>
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          <p contents-hash="8b132c6cdae351374bb430b2c94644067b1752dab5e2f519c21b8151aeb0e481" dmcf-pid="8BBfze71w3" dmcf-ptype="general">다공성 탄소 나노기공 내부에 전도성 고분자를 보다 고르게 도입해 슈퍼커패시터의 빠른 충·방전 성능을 높이는 공정기술이 개발됐다.</p>
          <p contents-hash="e163d8ea3bd55be4006712dafa0ae65bf14ead70581cbd74d2cdae66dde39c20" dmcf-pid="6bb4qdztsF" dmcf-ptype="general">한국연구재단은 임진형 국립공주대 교수 연구팀이 증기와 분말 접촉을 제어하는 맞춤형 유동층 반응기를 직접 설계하고, 이를 이용한 동적 증기상 중합(D-VPP) 공정을 개발했다고 4일 밝혔다.</p>
          <p contents-hash="ee65abeb9ae2abf3820f79569f5d95c6b86e5a060a276861f7ea6201676554d7" dmcf-pid="PKK8BJqFOt" dmcf-ptype="general">규칙적인 나노기공을 가진 다공성 탄소(OMC)에 전도성 고분자를 결합하면 전도성과 전하저장 능력이 함께 높아진다. 그러나 전도성 고분자가 입자 표면이나 기공 입구에 몰리면 전해질 이온의 이동통로가 좁아져, 빠른 충·방전 시 효과가 떨어진다.</p>
          <p contents-hash="06a172cc0ca6e4beaf4798f3eb74822fcd5382774d4bb40a087778619163b52a" dmcf-pid="Q996biB3O1" dmcf-ptype="general">특히 분말이 움직이지 않는 정적 증기상 중합은 단량체 증기의 공급이 제한돼 고분자가 국소적으로 형성되지만, 기존의 연구는 소재·함량에 집중해 증기-분말 접촉 방식의 영향 규명이 부족했다.</p>
          <p contents-hash="7dce7b82f8ff63d4f0cd6a51f4877c08a9dc4562459eac1ade5fa5cbffa51063" dmcf-pid="x22PKnb0r5" dmcf-ptype="general">연구팀은 단량체 증기를 지속 공급하며 분말을 움직여 반복적인 증기-고체 접촉을 유도하는 유동층 반응기 기반 D-VPP 공정을 제안했다.</p>
          <p contents-hash="3e6b0c67e64e257d7c7a8cd53bb32d6c600fda891079c587de0b79ddcc851cf0" dmcf-pid="yOOvm5rNEZ" dmcf-ptype="general">직접 구축한 반응기는 3개의 병렬 반응라인과 맞춤형 유동층 반응기로 구성됐다. 질소로 피롤 단량체 증기를 분말층 아래에서 공급하고 기계적 진동을 더해 입자 응집과 국소적인 기체 통로 형성을 완화하도록 설계했다.</p>
          <p contents-hash="fa9bc6bdfee903fceeaf099cd8b399be41ce68316fa58d77a34201145f1874a0" dmcf-pid="WIITs1mjIX" dmcf-ptype="general">공정 효과 확인을 위해 하나의 산화제 담지 탄소 배치를 똑같이 나누고, D-VPP와 정적 VPP 반응 온도와 시간을 같게 유지해 비교했다. 전자현미경, 기체흡착, 열분석과 X선 분석을 종합한 결과 D-VPP 시료는 정적 공정 시료보다 전도성 고분자가 공간적으로 더 고르게 분산돼 나노기공 접근성을 상대적으로 잘 유지했다.</p>
          <p contents-hash="120d99a181c989689fcb804787cf9a32594c4cf2d3701a234f076a72a52e4396" dmcf-pid="YCCyOtsAOH" dmcf-ptype="general">충·방전 속도를 높였을 때도 D-VPP 전극은 초기 정전용량의 92.3%를 유지한 반면, 정적 공정 전극은 37.0%에 그쳤다. 전하이동저항도 정적 공정 대비 약 93.1% 감소해 효과적인 활용을 입증했다.</p>
          <p contents-hash="fb942388c7532d4329da270f08dcf271cd32f2e4614a7131d1b83b6ea8f67667" dmcf-pid="GhhWIFOcmG" dmcf-ptype="general">연구팀은 현재의 배치형 D-VPP를 연속 공정으로 발전시키고, 다양한 전도성 고분자와 다공성 소재에 적용할 수 있는 범용 공정으로 확장하는 연구를 이어갈 계획이다. 궁극적으로는 반응기 규모가 커져도 나노기공 접근성과 기능성 고분자의 활용도를 유지할 수 있는 제조기술을 확립하고, 실제 에너지저장 소자에서 그 효과를 검증할 계획이다.</p>
          <p contents-hash="cd116defa4d46c15ca08abeb60485c2e5906295da2e95be52d8764a737209d49" dmcf-pid="HllYC3IksY" dmcf-ptype="general">임진형 교수는 “이 기술은 전지 전극, 촉매 지지체, 센서 등 다양한 다공성 소재의 기능화 공정에 폭넓게 활용될 것으로 기대된다”고 말했다.</p>
          <p contents-hash="dfbcc9951b392cf1cf6a5a4ebf3dbc9c02328e4639b1cf70b72ba29ed4fb928a" dmcf-pid="XSSGh0CErW" dmcf-ptype="general">이번 연구 성과는 화학공학 분야 국제학술지 '캐미컬 엔지니어링 저널'에 지난달 27일 온라인 게재됐다.</p>
          <p contents-hash="068ff8111c688ee9a5ae988c530806fd3cbad1244bd0ca6f05136352757a230a" dmcf-pid="ZvvHlphDOy" dmcf-ptype="general">이인희 기자 leeih@etnews.com</p>
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        <p class="" data-translation="true">Copyright © 전자신문. 무단전재 및 재배포 금지.</p>

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