전자재료연구단 최지원 박사팀
전원공급 자유롭고 재충전 가능
전원공급 자유롭고 재충전 가능
기존 스마트렌즈가 외부에서 전기를 공급받아 작동하는 것과 달리 이번에 개발된 이차전지는 렌즈 자체에 부착돼 전원공급이 자유로우면서 재충전해 쓸 수 있다는 장점이 있다. 아주 얇은 필름 형태로 개발돼 곡면의 콘택트렌즈 위에 붙일 수 있다. 휘어지거나 수분이 있는 환경에서도 작동한다.
스마트폰 등에 흔히 쓰이는 리튬이차전지는 양극재, 음극재, 분리막, 액체전해질, 전극 등으로 구성된다. 리튬이온이 양극에서 음극으로 이동을 반복하면서 발생하는 전자를 이용해 전자기기를 작동시킨다. 그러나 장기간 사용하거나 충격이 발생했을 때 양극재가 손상되면 음극재와 합선이 돼 폭발이 일어날 수 있다. 사람 눈에 착용하려면 높은 안정성이 필수적인데, 그동안 스마트렌즈용 전지 관련 연구결과는 세계적으로 전무해 렌즈 개발에 어려움이 컸다.
연구진은 액체전해질을 사용하지 않아 폭발위험이 없도록 전지를 제작했다. 콘택트렌즈에 적용하려면 유연성을 갖춘 재료를 써야 하는데, 양극재를 낮은 온도에서 제작하는 게 힘들었다. 연구진은 고온에서 만들어야 했던 양극재를 저온에서 제작할 수 있게 개발했다. 이를 통해 별도의 고가 장비 없이 산업화에 유리한 기술을 개발했다.
최지원 박사는 "이번에 개발한 박막이차전지는 콘택트렌즈에 적용된 최초의 전지로, 다른 웨어러블 전자기기의 전력원으로도 활용될 것으로 기대한다"고 밝혔다. 이 연구는 과학기술정보통신부 지원으로 이뤄졌으며, 연구결과는 재료분야 국제학술지인 '나노에너지' 최신호에 게재됐다.
안경애기자 naturean@
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