[한국강사신문 장한별 기자] 경상국립대학교(GNU·총장 권순기)는 융합기술공과대학 에너지공학과 이영근 연구원과 이재연 학부생(4학년)이 공동 1저자로 참여한 논문이 재료과학 분야 세계적 학술지 ‘≪첨단 기능성 재료(Advanced Functional Materials≫ (IF 18.8, JCR 상위 4.3%)’ 최신호(11월 25일)의 표지논문(Front Cover)으로 선정되었다고 4일 밝혔다.(지도교수 스마트에너지재료연구실 안건형 교수).

논문: 고성능 유연 섬유 슈퍼커패시터를 위한 결합 다공성 조정 및 헤테로원자 도핑을 통한 탄소 표면 엔지니어링(Surface Engineering of Carbon via Coupled Porosity Tuning and Heteroatom-Doping for High-Performance Flexible Fibrous Supercapacitors, Adv. Funct. Mater. 2021, 31, 2104256)

이 연구는 경상국립대에서 단독으로 수행하여 얻은 결과물로, 원천기술을 선점하여 학문적으로 시사하는 바가 크다. 또한 수행된 연구는 경상국립대 산학협력단(단장 강상수)의 도움을 받아 국내 특허출원이 진행되어 전문기술 지식재산권도 확보했다.

모든 것이 연결되는 초연결 시대, 4차 산업혁명 시대가 도래함에 따라 정형화한 형태의 장치 틀을 탈피하고 각각의 전자기기를 하나로 연결하는 형태가 요구되고 있다. 이에 따라 활용도 제약이 없는 디자인을 실현할 수 있는 텍스타일(Textile, 직물) 기반의 전자기기 기술이 주목받고 있다.

텍스타일에 에너지를 저장하기 위해 대표적으로 적용된 기술인 섬유형 슈퍼커패시터(supercapacitor)는 현재 사용되는 리튬 이차전지에 비해 우수한 안전성(비 폭발), 높은 출력밀도 및 긴 수명이라는 장점이 있지만, 낮은 에너지 저장 능력으로 인해 새로운 소재 및 새로운 에너지 저장 방법 구현이 필요한 상황이다.

이 논문에서는 탄소 섬유 전극에 플루오린(Fluorine) 및 질소(Nitrogen)를 도핑시켜 전기전도도를 향상시켰을 뿐만 아니라 소재의 표면 비표면적 및 안전성을 향상시켜 전지 수명을 늘렸다. 특히 연구팀은 1만 회 충·방전 후 91%의 우수한 용량 유지율을 확보했다.

동시에 일상복에 제조된 섬유형 슈퍼커패시터를 결합하여 발광 다이오드(LED)를 구동하는 시작품을 성공적으로 제작하였다. 이 연구는 미래에 다가올 스마트 의류를 미리 볼 수 있는 결과물로 시사하는 바가 크다.

공동 1저자로 참여한 이재연 학부생은 “지도교수님과 연구원님의 많은 도움으로 좋은 성과를 내어 감사하게 생각하며 내년에 경상국립대 에너지시스템공학과 석사과정에 진학해서도 꾸준히 연구를 이어나가며 경험을 쌓고 싶다.”라고 말했다.

공동 1저자로 참여한 에너지공학과 이영근 연구원은 현재 연구원 생활을 마치고 미국 명문 대학인 카네기멜런대학교(Carnegie Mellon University, CMU) 박사과정에서 전액 장학금을 받으며 수학하고 있다.

이 연구원은 “최근 각광받는 섬유형 슈퍼커패시터를 연구하게 되어 굉장히 즐거웠으며, 이러한 연구를 하도록 해 주신 안건형 교수님과 연구원분들께 감사드린다.”라고 말했다.

안건형 교수는 “학부생이 연구에 참여하여 석·박사과정 학생들과 공동저자로 참여한 SCI 국제학술지 게재 사례는 드물게 있으나, 이처럼 학부생이 수업과 병행하며 스스로 연구를 수행하여 상위 SCI급 학술지에 표지논문을 주저자로 게재하는 경우는 흔하지 않은 일이다. 미래가 기대되는 연구자이다.”라고 말했다.