3D프린터로 배터리 제작...소형로봇도 작동

미국 과학자들이 초미세 3D프린터로 초정밀 배터리를 만들어 적용시키는데 성공했다.

씨넷은 21일(현지시간) 하버드대 연구진이 3D프린터로 전세계에서 가장 작은 배터리라 할 리튬이온배터리를 프린트해 만든 후 작은 로봇이나 의료용 임플랜트에 적용해 사용했다고 보도했다.

보도에 따르면 하버드대는 3D프린터로 핀헤드 배터리를 만들고 이 초소형 배터리를 적용해 의료용 로봇을 가동하는데 성공했다. 이 배터리는 무게가 100마이크로그램에 못미치지만 그램당 저장능력은 노트북등에 사용되는 리튬이온전지보다 뛰어나다. 작은 로봇이나 의료용기기도 가동할 수 있다. 지금까지 3D프린터로 만들어진 복잡한 3D프린터 제작물은 많았지만 배터리를, 그것도 모래알만한 크기로 제작한 것은 처음이다.

안복엽, 서정윤, 제니퍼 루이스 등 한미 연구진은 3D프린터로 핀의 머리에 놓을 수 있는 정도로 작은 크기의 리튬이온 마이크로 배터리를 만드는데 성공했다. 이 배터리를 만드는데 사용된 3D프린터 노즐의 크기는 30마이크로미터에 불과하다.연구진은 17일자 어드밴스트머티리얼즈에 제출한 ‘3D통합마이크로배터리 아키텍처’란 제목의 최신 논문에서 고밀도 리튬산화물 잉크를 이용해 만든 배터리로 이같은 성과를 얻었다고 보고했다.

이들은 보도자료를 통해 “우리는 최초의 3D프린트배터리를 만들고 이를 가장 엄격하게 적용해 가동하는 모습을 보여주었다”고 말했다.

연구진들은 16겹의 리튬금속산화물 분자층을 쌓음으로써 서로 엇갈린 방식의 5갈래로 된 전극을 만들었다. 한층의 높이는 1mm도 안된다. 공동 연구진인 셴 딜론 일리노이 어바나 샴페인대 연구원은 “충방전 기능,수명, 에너지 밀도 등을 통해 본 이 전지의 전기화학적 성능은 상업용 배터리에 견줄 만 하다. 우리는 이제 막 이것을 작은 규모로 만들어 냈다”고 말했다.

이 배터리는 좀더 크게, 또 로봇 벌레를 가동하는 배터리용도 등 목적에 맞게 다른 형태로 만들 수 있을 전망이다. 하버드대의 루이스 연구원은 이미 3D프린터로 안테나를 만든 만큼 인쇄된 로봇벌레 떼를 보는 것도 멀지 않았다고 말했다.

아래 동영상은 초 고정밀 3D프린터로 초소형 정밀 배터리를 만드는 모습을 보여준다.