교육/연구
전자공학과 최윤석 교수-치앙마이대 국제 공동 연구팀, 차세대 슈퍼커패시터 소재 개발
작성자기획과 조회수108 등록일2026-04-06
사진설명: 국립한밭대학교 전자공학과 최윤석 교수(왼쪽)과 치앙마이대학교 Y. Mona 교수
- ‘꽃 모양’ 나노 입자와 얇은 그래핀 결합해 빠르고 오래가는 슈퍼커패시터 구현
- 2019년부터 이어진 치앙마이대학과의 ‘글로벌 PBL’ 교류에 기반한 국제 공동연구 성과
□ 우리 대학 전자공학과 최윤석 교수 연구팀이 태국 치앙마이대학교(Chiang Mai University) 연구팀과의 국제 공동연구를 통해 빠르게 충전 가능한 차세대 슈퍼커패시터(Super Capacitor)를 개발했다고 밝혔다.
○ 본 연구 결과는 에너지 분야 국제 저명 학술지인 ‘Energy Nexus’(Impact Factor 9.5, JCR 상위 7%)에 ‘Enhanced energy storage performance of Cu2SnS3@rGO electrode in pouch-type asymmetric supercapacitors’라는 제목으로 지난 3월 게재됐다.
* 슈퍼커패시터: 일반 배터리보다 에너지를 저장하는 양은 적지만, 충·방전 속도가 매우 빠르고 출력 및 수명이 길어 차세대 에너지 저장 장치로 각광받음
○ 슈퍼커패시터의 성능을 높이기 위해 그동안 에너지를 많이 담을 수 있는 ‘구리-주석 화합물’에 주목해 왔지만, 이 물질은 충·방전 중 부피 팽창, 낮은 전기전도성, 짧은 수명 등의 단점이 있다.
□ 최윤석 교수와 치앙마이대 모나(Y. Mona) 교수 연구팀은 이러한 문제를 해결하기 위해 ‘그래핀(산화그래핀)’을 활용했다.
○ 표면적을 넓히기 위해 미세한 ‘꽃 모양(Flower-shaped)’으로 만든 구리-주석 나노 입자를 얇은 그래핀 시트 사이에 골고루 끼워 넣는 새로운 복합 소재(Cu2SnS3@rGO)를 개발했다.
○ 이때 그래핀은 전기 전도도를 높여 주는 역할 및 충전 시 구리-주석 화합물의 팽창을 억제하는 완충재 역할을 하여 기존 소재의 단점을 극복했다.
○ 연구진은 이 소재를 전극으로 적용한 ‘파우치 형태’의 슈퍼커패시터를 제작하여 우수한 에너지 저장 용량과 출력 밀도, 긴 수명 등의 장점을 확인했으며, LED 전구 동작 실험을 통해 실제 전자기기에 당장 적용할 수 있는 수준임을 증명했다.
사진설명: 국립한밭대-치앙마이대 국제 공동 연구팀이 개발한 복합 전극 신소재의 나노 구조 현미경 사진(왼쪽)과
연구팀이 개발한 파우치형 차세대 초고속 배터리를 이용한 LED 전구의 동작(오른쪽)
□ 특히 이번 국제 공동연구 성과는 국립한밭대와 태국 치앙마이대가 2019년부터 꾸준히 이어온 ‘글로벌 문제해결형 학습(Global Project Based Learning, 이하 글로벌 PBL)’ 프로그램이 맺은 값진 결실이라는 점에서 그 의미가 더욱 크다.
○ 이 프로그램은 다국적 학생과 연구진이 팀을 이뤄 지역사회의 문제 해결(Regional problem solving)과 개념적 접근(Conceptual Approach) 등 현지 적용 가능한 공학적 주제를 발굴하고 해결하는 창의융합형 교육 과정으로, 두 대학은 2019년 제1회 글로벌 PBL을 시작으로 제5회 프로그램까지 성공적으로 운영해 오고 있다.
○ 이러한 다국적 융합 프로그램을 통해 양국 학생과 연구자들은 국제 협력 및 의사소통 능력, 공학 설계 능력을 향상시켜 왔으며, 다년간 다져진 탄탄한 교류의 기반이 자연스럽게 이번 대형 국제 공동연구 기회로 이어졌다.
□ 국립한밭대 최윤석 교수는 “우리 주변에서 저렴하게 구할 수 있는 구리와 주석을 활용해 기존 배터리 소재의 한계를 뛰어넘은 고성능 신소재를 만들었다는 데 큰 의미가 있다”며, “무엇보다 글로벌 PBL 교류를 통해 다져진 해외 연구자들과의 긴밀한 네트워크가 이번 연구의 든든한 밑거름이 되었고, 앞으로도 글로벌 리더십을 갖춘 인재 양성과 융합 연구를 지속해 나가겠다”고 밝혔다.
□ 한편, 이번 성과의 기반이 된 글로벌 PBL 프로그램은 국립대학육성사업의 지원을 받아 운영됐으며, 본 논문 게재는 국립한밭대학교와 치앙마이대학교가 다년간 이어온 국제교류의 대표적인 성과로 평가된다.
○ 이러한 지속적인 국제교류는 학생들의 글로벌 문제해결 역량과 의사소통 능력을 높이는 동시에, 교수진 간 연구협력 기반을 강화하여 공동 논문, 공동 프로젝트 등 후속 성과로 확장될 수 있다는 점에서 중요하며, 앞으로도 두 대학 간의 협력은 교육과 연구를 함께 발전시키는 모범적인 국제교류 모델로 자리매김할 것으로 기대된다.