국내 연구진이 저조명 충전 이차전지 개발
국내 연구진이 실내 조명으로 무선충전이 가능한 이차전지를 개발했다. 어두운 조명에도 반응해 전기를 생산하고 저장까지 가능한 기술이다. 도심 내 조명의 빛을 전기로 바꿨다가 필요할 때 쓰는 에너지 재활용이 가능해질 것으로 예상된다.
울산과학기술원은 송현곤, 권태혁 교수 연구팀이 실내조명으로도 충전 가능한 이차전지를 개발했다고 21일 밝혔다. 비교적 어두운 조명에도 반응해 전기를 생산하고 저장까지 가능한 '염료감응 광충전 전지'다. 빛을 이용해 전기를 생산하는 염료감응 방식 태양광전지와 리튬 이차전지를 합쳤다. 새로운 전지로 사물인터넷 (Internet of Thing, IoT) 기기를 작동하는 데도 성공했다.
태양전지를 비롯한 광전지는 빛에 반응하는 물질을 이용해 전기를 만든다. 다양한 광전지 중 하나인 염료감응 태양전지는 아주 작은 빛에도 반응해 전기를 만든다. 낮은 밝기의 실내조명에서도 생산이 가능하다. 문제는 밝기 변화에 민감하게 반응해 안정적으로 전력을 공급하기는 어렵다는 것이다. 이를 보완하기 위해 전기저장장치가 꼭 필요한데 연구진은 리튬 이차전지의 전극으로 사용되는 리튬망간산화물의 표면에 탄소를 주입해 음극으로 사용하는 방식으로 두 시스템의 에너지 준위를 맞추는 방법을 찾아냈다. 또 연구팀은 저조도 환경에서 효과적으로 작동하는 '산화환원 중계물질'을 찾아내 광전변환효율도 높였다. 연구팀은 광충전 전지 6개를 직렬로 연결해 실내조명(LED)으로 10분 충전한 후 상용 IoT 센서를 작동하는 데도 성공했다.
이번 연구는 과학기술정보통신부와 산업통상자원부, 에너지기술평가원, 울산과학기술원의 지원으로 이뤄졌으며, 연구 결과는 학술지인 '에너지 및 환경과학'에 표지 논문으로 실렸다.