"휴대폰 충전시간, 6분의 1로 단축"

[아시아경제 김철현 기자]휴대폰 충전시간을 6분의 1로 단축할 수 있는 기술이 국내연구진에 의해 개발됐다.

교육과학기술부는 신기술융합 성장동력사업으로 지원 중인 울산과학기술대 조재필 교수팀이 휴대폰 충전시간을 기존보다 6분의 1로 단축할 수 있는 충·방전 기술을 개발해 차세대 전지개발에 새로운 가능성을 열었다고 9일 밝혔다.

이번 연구결과는 응용화학의 권위지인 '안게반테케미 국제판' 9일자에 게재됐으며, 관련 기술 3건의 국내외 특허출원이 진행 중이다.

연구팀은 '차세대 플렉서블(flexible) 전지'의 핵심인 '구형 실리콘 나노 음극소재 분말'을 뭉치는 현상 없이 입자의 크기를 자유롭게 조절하고, 균일하게 합성할 수 있는 신기술을 개발했다.

연구팀에 따르면 '플렉서블 전지'는 박막형 고용량 소재 및 플렉서블 전극 집전체 제조 기술 확보가 필수적이며 나노기술과 접합을 통해 초고속 충전이 가능해야 한다. 이를 위해 전지 집전체에 일정한 패턴으로 홈을 파고 이 홈에 고용량 실리콘 분말을 응집 없이 분산시키는 기술이 필요하다.

연구팀 관계자는 "이번에 개발한 기술을 통해 집전체의 일정한 패턴으로 파여진 나노크기의 홈에 탄소(카본) 껍질로 둘러싸인 구형 형태의 실리콘 분말을 응집 없이 삽입할 수 있어 고속 충·방전과 고용량이 동시에 구현 가능하다"고 설명했다.

입자의 크기도 5nm(나노미터)부터 20nm까지 다양한 크기로 조절이 가능해 전지의 용도에 맞게 조절할 수 있다는 것이 연구팀 측의 설명이다.

조재필 교수는 "카본과 실리콘 전구체들을 녹인 용액을 고압·고온에서 처리할 경우 나노실리콘 입자가 형성되면서 카본전구체가 자동 형성돼 입자끼리 응집을 방지하는 역할을 하며, 특히 카본 껍질층은 전기 전도성이 우수해 빠른 시간내에 전자를 통하게 하는 장점을 가지고 있다"고 밝혔다.

조 교수에 따르면 현재 상용화되고 있는 휴대폰의 경우 충전 시간이 3시간 정도지만 이 기술을 적용하면 별도의 고속충전기가 없어도 30분 이내로 충전이 가능하며, 사용시간을 100% 활용 할 수 있다.

조 교수는 "편의점등에서 휴대폰 고속충전 시 20~30분 정도 시간이 소요되지만 실제 사용시간은 일반 3시간 충전의 60% 정도에 불과하다"며 "이번 기술을 적용하면 고속충전기에서 5분 정도면 완전 충전이 가능하고 100% 사용이 가능하다"고 설명했다.

이번 기술은 휴대폰, 노트북, 이동형 디스플레이 등 다양한 분야에서 응용될 수 있을 것으로 평가받고 있다.

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김철현 기자 kch@asiae.co.kr