두리안으로 스마트폰을 충전하게 될지도 모릅니다

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Jim Teo on Unsplash | Durian fruit

강렬한 냄새로 유명한 과일 두리안의 부산물이 에너지 저장장치로 활용될지도 모릅니다.

Vincent Gomes(교신저자)를 비롯한 University of Sydney의 연구팀은 지난 2월 발행된 [Journal of Energy Storage] 27권에 이러한 내용을 담은 논문을 게재했습니다. 연구팀은 수목에서 열리는 열매 중 가장 큰 잭푸르트(jackfruit)와 두리안의 폐기물을 활용해 슈퍼 커패시터(super capacitor)를 제작했습니다.

대학 School of Chemical and Biomolecular Engineering의 부교수인 Vincent Gomes는 부산물을 가열하고 동결건조하는 과정을 통해 안정적인 탄소 에어로겔로 만들었으며 이를 다시 전극으로 만들어 에너지 저장 능력을 테스트했다고 설명했습니다. 그는 탄소 에어로겔이 다공질이기 때문에 슈퍼 커패시터를 만들기에 좋은 재질이라고 말했습니다.

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From Durian to laptops. Image by the University of Sydney

부교수는 이어 슈퍼 커패시터가 대량의 에너지를 작은 부피에 빠르게 충전할 수 있으며 배터리와 비교하면 기기의 충전속도가 빠를 뿐 아니라 훨씬 많은 충방전이 가능하다고 말했습니다. 그는 또한 이번에 제작된 슈퍼 캐퍼시터가 기존 활성탄(activated carbon) 방식에 비해 훨씬 효율적이라고 소개했습니다.

Vincent Gomes는 두리안이 다공성 에어로겔 제작에 적합한 특성을 가지고 있기 때문에 선택하였으며 현재 사용되는 다른 소재들에 비해 우수할 뿐 아니라 값비싼 그래핀(graphene)에 비해서도 밀리지 않는다고 말했습니다.

배터리 기술 발전의 오랜 정체는 재생에너지, IT 등 다양한 산업에서 도전과제로 인식되고 있으며 특히 오랜 충전 시간이 자동차 업계의 숙제로 남아있습니다. 슈퍼 커패시터는 이 배터리의 유력한 대안으로 제안되고 있습니다. 슈퍼 커패시터는 리튬이온배터리에 비해 충전시간이 극단적으로 짧고 넓은 온도 범위에서 가동 가능하며 훨씬 많은 충방전 사이클을 견딜 수 있습니다. 반면 비에너지(specific energy, 단위 중량당 에너지, J/kg) 특성 및 Wh당 단가, 자가방전은 배터리에 불리합니다.

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