200℃ 고온에서도 90% 이상의 충·방전 효율을 유지하는 필름형 유전체 소재가 개발됐습니다.
기존 상용 플라스틱에 범용 가교제 '6Bx'를 섞는 방식으로 양산성과 내구성을 크게 높였습니다.
이 기사는 3개 언론사의 보도를 교차 검증하여 작성되었습니다.
이 기사는 3개 언론사의 보도를 교차 검증하여 작성되었습니다.
울산과학기술원(UNIST) 화학과 김봉수 교수 연구팀이 미국 로렌스버클리국립연구소 이 리우 박사팀과 공동으로 고온·고전계 환경에서 에너지 저장 성능을 유지하는 범용 가교제 ‘6Bx’와 필름형 유전체를 개발했습니다. 이번 연구 결과는 국제학술지 ‘네이처 커뮤니케이션스’에 게재됐습니다.
핵심 기술인 ‘6Bx’는 150℃로 가열하면 반응성이 높은 ‘나이트렌’을 생성합니다. 이 나이트렌이 주변 고분자 사슬의 탄소-수소 결합에 직접 끼어들어 3차원 그물 구조를 형성함으로써 소재의 내열성을 극대화하는 원리입니다.
개발된 유전체는 200℃ 고온과 최대 650MV/m의 강한 전기장 환경에서도 90% 이상의 충·방전 효율을 유지했습니다. 가속 수명 시험 결과, 산업 표준 조건에서 예측 수명은 약 60년으로 기존 상용 필름보다 12배 길며 10만 회 이상의 충·방전 반복에도 성능을 유지했습니다.
새로운 고분자를 합성할 필요 없이 기존 상용 플라스틱에 가교제를 섞어 열처리하는 방식이라 양산 적용이 유리합니다. 이 기술은 전기차 인버터, 항공우주 전력 장비, 지하자원 탐사 등 고온 환경이 필수적인 분야의 필름 축전기 상용화에 기여할 전망입니다.