DGIST 에너지공학과 이주혁 교수팀이 금오공과대학교 이원호 교수팀과 공동으로 마찰대전 발전 소재의 핵심 성질인 ‘극성(極性)’을 정밀하게 제어할 수 있는 새로운 설계 전략을 세계 최초로 제시했다. 이번 연구는 고분자 전해질(polymer electrolytes)을 활용해 극성 방향을 구조적으로 조절하고, 장기 내구성까지 향상시킨 것이 핵심이다. 마찰대전 발전 기술은 마찰을 통해 전기를 생산하는 방식으로, 배터리 없이도 전력을 만들어낼 수 있어 친환경 에너지 하베스팅 기술로 주목받고 있다. 하지만 기존의 이온성 액체 기반 소재는 누액, 환경 불안정성, 내구성 저하 등으로 인해 상용화에 한계가 있었다. 연구팀은 이 문제를 해결하기 위해 이온이 고분자 사슬에 고정된 형태의 ‘고분자 전해질’을 새롭게 설계하고, 이를 이용해 마찰대전 극성을 원하는 방향으로 조절할 수 있는 플랫폼 개념을 제안했다. 이 접근법은 출력 향상뿐만 아니라 소재 설계의 유연성까지 확보했다는 점에서 의미가 크다. 실험 결과, 양이온성을 가진 고분자 전해질 P(MA-A⁺20)TFSI⁻는 기존 소재(PMA) 대비 약 2배 높은 83V의 출력을 기록했고, 음이온성을 가진 P(S-S⁻10)Na⁺는 기
인하대학교는 황예진 화학공학과 교수 연구팀이 새로운 고효율 폐플라스틱 업사이클링 전략을 제시했다고 18일 밝혔다. 연구팀은 상용 플라스틱인 폴리스타이렌(PS)의 재활용 한계를 극복하기 위해 볼-밀(Ball-mill) 분쇄법을 활용했다. 볼-밀 분쇄법은 쇠공을 넣은 원통형 장치를 진동시켜 재료에 기계적 힘을 가하는 방법으로, 빠른 반응 속도와 안전성, 지속가능성을 갖춰 다양한 반응에 응용 가능하다. PS는 연간 2500만t 이상 생산되는 범용 고분자로 포장재, 전자제품, 생활용품 등 다양한 분야에서 사용되지만, 매년 약 1700만t의 폐기물이 발생하며 대부분 매립되거나 버려진다. 안정적인 고리 구조 때문에 직접 기능화가 어렵고, 시도할 경우 사슬 절단이나 가교 같은 부작용이 나타나 업사이클링이 쉽지 않았다. 이를 해결하기 위해 연구팀은 고리 구조를 무너뜨려 반응성이 높은 구조를 만드는 버치(Birch) 환원 반응을 볼-밀 분쇄기에 적용하는 데 성공했다. 촉매, 첨가제, 용매, 진동수 등을 최적화한 결과 단 1분 만에 PS의 전환율과 디엔 함량을 극대화하면서 부작용을 최소화했다. 연구는 일반 PS뿐 아니라 다양한 작용기를 가진 PS 유도체와 발포 스티로폼, 커피
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