Flexible Energy Materials & Devices   

IoT, ICT (전자정보통신기술) 분야가 발전하면서 flexible/wearble devices 의 수요 및 시장 크기가 증가하고 있다. 그림에서 보듯이 iron man에 사용되는 display, sensor 등 다른 부분은 작고 flexible 하게 만들 수 있지만 배터리는 불가능하다. 따라서 실제로 사용될 수 있는 flexible energy storage devices 의 개발이 필요하다. 또한, 휴대폰과 전기차가 폭발하는 사고가 많아지면서 배터리의 안정성에 대한 관심이 증가하고 있는데, 배터리에 액체전해질 대신에 고체전해질을 사용하여 누수를 방지함으로써 이러한 문제를 해결할 수 있다.

따라서 우리 연구실에서는 앞에서 발생한 문제를 해결하기 위해 전극뿐만 아니라 다양한 전해질과 flexible device에 대한 연구를 진행하고 있다. 다양한 고분자 및 바이오매스를 사용하여 고체전해질 또는 젤전해질을 합성하고 실리카 등의 무기물과 함께 hybrid 전해질도 합성하였다. 또한 dual cross-linked network 기반의 flexible 하고 stretchable한 젤전해질을 합성하였다. 이러한 젤전해질을 기반으로 flexible하고 compressible 한 소자를 제작하여 실제 다양한 application 에 사용될 수 있음을 증명하였다.

동영상은 compressible 전극과 stretchable전해질을 나타내는 것이고, 특히 이 전해질을 이용하여 180도의 높은 온도에서도 작동이 가능한 슈퍼커패시터를 제작할 수 있었다.  flexible 슈퍼커패시터와 solar cell을 연결한 다음 적외선 장치를 사용하여 solar cell에 열을 주어 슈퍼커패시터를 3분정도 충전한다. 충전이 끝나고 슈퍼커패시터와 온도계를 연결하면 온도계가 작동한다. 온도계가 120도를 나타내는 것을 통해 고온에서도 충방전이 가능한 flexible슈퍼커패시터를 제작하였음을 증명하였다.

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