몇 초면 배터리 충전 끝내는 혁신적인 신소재 'MXene'

최근 단 몇 초 만에 배터리를 완전히 충전할 수 있는 신소재가 발견되어 화제가 되고 있다. 나노 물질인 MXene은 물질 전반에 걸쳐 이온이 신속하게 이동하기 위한 경로를 더욱 넓혀주기 때문에 기존의 배터리와 다르다고 한다. 이 나노 물질은 드렉셀 대학교의 재료과학 및 공학 교수인 ‘유리 고고치’ 팀의 연구 결과로 밝혀졌다.
교수팀은 2011년부터 나노 물질에 대한 연구를 진행해왔으며, 현재 MXene을 응용해 각종 가전제품과 스마트폰 배터리를 보다 혁신적으로 충전할 수 있는 방법에 대해 연구, 조사하고 있다. 그들이 최근 밝힌 연구 결과에 따르면 2차원 소재인 MXene는 혁신적인 전극 설계를 가능케 하기 때문에 배터리를 보다 빠르게 충전할 수 있다고. MXene은 기본적으로 산화물 금속 사이에 눌려진 하이드로 겔로서, 전기 전선에 사용되는 구리와 알루미늄과 같이 전도성이 있어 이온이 보다 빠르게 이동할 수 있도록 한다. 또한 우리가 평상시 사용하는 배터리는 MXene보다 훨씬 느린 것으로 밝혀졌는데, 이는 이온이 포트로 들어가는 제한된 경로를 사용하고 있기 때문이라고 한다. 실제로 MXeme는 이온이 통과하는 경로를 여러 개 만들어 훨씬 더 빠른 속도로 이온을 충전 포트로 이동시킬 수 있다. 즉 MXene의 구성 자체로 이온이 빠르게 움직일 수 있을뿐더러, 전도도 또한 높아 이온이 별다른 저항 없이 움직이는 데 큰 도움이 된다고 한다. 이번 연구는 스마트폰의 배터리 충전 속도를 혁신적으로 바꿀 수 있어 큰 화제를 모으고 있다. 단순히 효율성을 살짝 증가시키는 것이 아니라, 충전 속도가 몇 시간에서 몇 분으로 단축될 것이라는 것이다. 유리 고고치 교수 연구팀은 MXene 소재가 실생활에 응용될 경우 컴퓨터와 전기 자동차의 배터리 효율을 상상 이상으로 향상시킬 것이라고 전했다.