[한국기술뉴스] 연세대학교 화공생명공학과 김은경 교수 연구팀은 저장된 에너지량에 따라 색이 변화하는 ESS 전기 변색 소자 개발했다. 개발된 기술은 연세대학교 산학협력단을 통해 2018년 11월 27일 특허를 출원(출원번호 제1020180148541호)했다. 특허 명칭은 '전기변색소자’이다. 현재 특허 등록이 완료돼 산업에서 기술을 활용할 수 있도록 기술이전을 추진할 계획이다.

[기자]

전기변색 소자는 전기장의 인가에 따라 전기변색 물질의 색이 변화여 투과율을 변경하는 소자입니다. 대표적인 전기변색 물질로는 텅스텐 산화물이 있으며, 이를 소자로 제작해 스마트 윈도우 등에 활용할 수 있습니다. 전기화학 커패시터는 전기적인 산화환원 반응에 의해 전기 에너지를 충전과 방전할 수 있는 에너지 저장장치입니다.

전기변색 소자와 전기화학 커패시터는 비슷한 구조로 되어있어 결합이 용이하며 결합 시 전기변색 물질의 색 변화와 충·방전의 두 가지 기능을 동시에 구현할 수 있습니다.

연세대학교 김은경 교수 연구팀은 폴리티오펜 계열의 전도성 고분자를 이용해 전기변색과 에너지 충·방전을 동시에 진행할 수 있는 전기변색 소자를 발명했습니다.

본 발명의 전기변색 소자는 두 개의 전극 사이에 전기변색층, 전해질층, 전기활성층이 순차적으로 적층된 구조이며, 전기변색층을 폴리티오펜 계열의 전도성 고분자로 구성하여 전기변색과 에너지 충·방전이 가능하도록 설계하였습니다.

전기변색층에 산화환원이 일어날 때 동시에 전기활성층에서 환원산화가 일어나게 되는데, 이러한 전기변색층과 전기활성층의 상호보완적인 산화환원 반응을 이용해 전기에너지의 충·방전과 물질의 색 변화를 동시에 나타낼 수 있습니다.

본 발명의 전기변색 소자를 에너지 저장장치로 사용하게 되면 저장된 에너지량에 따라 색 변화를 관찰할 수 있으므로 사용자가 용이하게 에너지 저장장치를 이용할 수 있습니다.

또한, 무게가 가볍고 얇게 제작이 가능하며 높은 투과도와 우수한 색차를 나타내므로 디스플레이, 스마트 윈도우를 비롯해 다양한 산업 분야에서 활용도가 높을 것으로 기대됩니다.