한미 연구진, 전기차 ·항공우주용 고성능 축전기 소재 개발

UNIST는 김봉수 화학과 교수와 이 리우 미국 로렌스버클리국립연구소 박사 연구팀이 200℃에서도 높은 에너지 저장 성능을 유지하는 필름형 축전기용 유전체를 개발했다고 9일 밝혔다. 전기차 인버터와 항공우주 장비의 전력 부품용 축전기에 사용 가능하다. 이번에 개발한 유전체는 최대 650 MV/m의 전기장을 형성한 200℃ 상태 충·방전 시험에서도 효율 90% 이상을 유지했다. 반면 상용 내열 필름(PEI)은 같은 온도에서 이보다 약한 550 MV/m의 전기장에서도 효율이 68%로 떨어졌다. 내구성도 뛰어났다. 200℃에서 최대 500 MV/m의 전기장을 가하는 조건에서 가교제를 넣지 않은 PEI 필름이 1만 회 이내에 고장난 것과 달리 이 유전체는 10만 회 충·방전에도 제 성능을 유지했다. 가속시험을 바탕으로 계산한 예측 수명은 200℃, 200 MV/m 조건에서 약 60년으로, 가교제를 넣지 않은 PEI 필름보다 약 12배 길다. 김봉수 교수는 "다양한 고분자에 적용할 수 있고 대면적 필름에서도 고른 성능을 확보해 전기차, 항공우주, 지하자원 탐사 등 고온·고전계 환경용 필름 축전기 상용화에 기여할 것"으로 기대했다. 연구결과는 국제학술지 네이처 커뮤니케이션즈에 온라인(10월 19일)으로 게재됐다.