국내 연구진이 전해질 없이도 작동하는 전기변색소자를 개발했다.

전기변색소자는 외부 전기적 신호에 의해 색깔이 변하는 전기변색 물질을 이용한 소자로 건축용 창유리나 자동차 룸미러의 광투과도 또는 반사도를 조절하는 용도로 이용되며 최근에는 적외선 차단효과까지 알려지면서 응용가능성에 주목받고 있다.

성균관대 화학과 이효영 교수(사진)와 황은희, 서소현 연구팀은 연구팀은 비올로겐에 그래핀 양자점을 접목, 전해질 없이도 안정적인 전기변색성을 띠는 복합재료를 개발해냈다.

전자전달을 매개하는 전해질의 역할을 양자점이 대신함으로써 스마트윈도우나 디스플레이에 다양하게 쓰이는 전기변색소자의 구조를 단순화할 수 있는 단초가 될 것으로 기대된다.

또한 그래핀 양자점이 비올로겐의 전기화학적 안정성을 도와 전체적으로 복합재료의 안정성도 높아진다는 설명이다.

실제 개발된 복합재료를 이용해 적용한 전기변색소자는 고온(80℃)이나 휘어진 상태에서도 안정적인 것으로 나타났다.

연구팀은 향후 완벽하게 휘어지면서 작동성능이 저하되지 않도록 전기변색소자 전극표면에 변색물질을 안정되게 고정하는 기술을 개발한다는 계획이다.

이 교수는 “향후 정전기적 힘으로 강하게 결합된 그래핀 양자점과 비올로겐 복합재료를 전극에 고정화하면 전해질이 필요 없어져 휘어지는 전기변색소자의 발전에 기여할 것”이라고 밝혔다.

이번 연구결과는 미래창조과학부와 한국연구재단이 추진하는 리더연구자지원사업(창의적연구) 및 한국전자통신연구원 등의 지원으로 수행되었고 재료분야 국제학술지 어드밴스드 머터리얼스지(Advanced Materials) 6월2일자 온라인판에 게재됐다.