에너지/환경

한 방울의 물로 100개의 LED등을 밝힐 수 있는 신형 액적식 발전기 개발

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홍콩시립대학교 연구팀은 신형 액적식 발전기를 개발했다. 해당 액적 발전기는 트랜지스터와 유사한 구조를 설치하여 순간 출력 밀도를 기존의 유사 액적 발전기보다 수천 배 증가시키고 전기에너지 변환 효율을 대폭 향상시켰다. 해당 성과는 "Nature"에 게재되었다. 전통 액적 발전기는 액적이 표면을 충격할 때 생기는 마찰과 정전감응을 통해 전력을 생성하지만, 표면 마찰 전하 수량의 제한으로 전기에너지 변환 효율이 비교적 낮다. 연구팀은 두 가지 핵심적인 발견을 통해 상술한 문제점을 극복했다. 1, 물방울이 장기적으로 전하를 띤 일렉트렛 재료 폴리테트라플루오로에틸렌(PTFE)을 지속적으로 충격할 경우, 생성되는 표면 정전하는 포화 수준까지 지속적으로 누적된다. 2, 유사 필드 효과 트랜지스터의 독특한 구조를 개발하였다. 해당 구조는 하나의 알루미늄 전극과 하나의 표면에 PTFE 막박층을 증착한 ITO(Indium Tin Oxide) 전극으로 구성된다. 물방울이 PTFE/ITO를 충격하고 표면에서 산개할 경우, 전도성을 가진 물은 알류미늄 전극과 PTFE/ITO 전극 사이의 통로를 "연결"시켜 통전할 수 있는 완전한 회로를 형성한다. 해당 설계에 기반하여 연속적인 물방울은 PTFE상에 고밀도 표면 정전하를 축적시킨다. 아울러, 물방울이 두 전극을 연결할 때마다 PTFE에 축적된 모든 전하는 전부 방출되어 전류를 생성한다. 따라서, 순간 출력 밀도와 전기에너지 변환 효율은 모두 대폭 상승한다. 연구 결과, 한 방울의 100µl 물이 15cm 높이에서 떨어질 때, 140볼트 이상의 전압을 생성할 수 있으며 발전기가 생성하는 전기에너지는 100개의 작은 LED 등을 밝힐 수 있다. 해당 성과는 향후 선박 선체, 해안선, 심지어 우산 표면과 같은 다양한 액체와 고체 접촉 표면에 보급 장착되어 저주파의 물 역학적 에너지를 충분히 이용할 전망이다.

서북공업대학교가 거둔 2가지 중요한 성과 “Nature”자매지에 게재

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최근, 서북(西北)공업대학교 플렉시블전자연구원, 플렉시블전자재료와소자·정보화부중점실험실 황웨이(黃維) 원사 연구팀이 거둔 2가지 성과가 “Nature” 자매지에 게재됐다. 1) 황웨이 원사, 천융화(陳永華) 교수 연구팀은 지린(吉林)대학교 집적광전자국가중점실험실&재료과학·공학대학 장리쥔(張立軍) 교수와 공동으로 층상 페로브스카이트 태양전지 연구에서 획기적 성과를 거두었다. 관련 연구성과는 “Nature Photonics”에 게재됐다. 2) 황웨이 원사 연구팀은 Imperial College London, King Abdullah University of Science & Technology(KAUST)의 Thomas Anthopoulos 교수와 공동으로 유기-금속 산화물 박막 트랜지스터 연구에서 중요한 성과를 거두었다. 동 연구성과는 “Nature Electronics”에 게재됐다. 첫번째 성과는 태양전지 재료 개선이다. 페로브스카이트 재료는 직접 갭(Direct-gap), 양극성 전송, 높은 흡광계수, 낮은 엑시톤 결합에너지, 긴 캐리어(Carrier) 확산 거리 및 가용성 액체 가공 등 특성을 보유한다. 하지만 페로브스카이트 재료는 광조사, 전기장, 온도, 수중 산소 등 조건에서 매우 쉽게 분해되기에 페로브스카이트 태양전지의 상업화를 심각하게 제한한다. 전통적인 3차원 할로겐화물 페로브스카이트 태양전지재료와 비교하여 2차원 Ruddlesden-Popper(2DRP) 층상 페로브스카이트는 양호한 광안정성 및 열안전성을 보유하지만 구조 안전성 제한으로 그 박막 품질 및 광생성 캐리어의 분리/전송 특성이 상대적으로 부족하다.

수소연료전지 드론의 331분간 논스톱 비행 세계기록 경신

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베이징신옌촹넝(新研創能)과기유한회사와 서우항궈이(首航國翼)가 공동으로 개발한 헥사로터 수소연료전지 드론이 331분간의 논스톱 비행을 달성해 HYDrone-1800 멀티로터 드론이 2016년에 세운 270분간 논스톱 비행 세계기록을 경신하였다. 해당 드론은 2kW 금속판 공랭식 스택(Stack) 및 19L/35MPa 경량 고압 수소저장용기를 탑재하고 2019년 12월 8일 오전 9시 23분에 우한에서 이륙하여 오후 2시 54분에 착륙함으로써 331분간 지속적 실외비행 신기록을 세웠다. 뿐만 아니라 쓰촨 간쯔짱족자치주에서 수행한 고원환경 장기체공 시험비행에 성공함으로써 강풍, 저온, 저산소 조건에서 신옌촹넝 수소연료전지 작동의 안정성을 입증하였다. 신옌촹넝은 2018년에 "수소연료전지 멀티로터 드론 산업화" 프로젝트를 가동하여 1년 동안 노력 끝에 출력밀도가 높고 무게가 가벼우며 부피가 작고 성능이 양호한 2kW급 금속판 연료전지 공랭식 스택 및 관련 시스템을 개발함과 아울러 드론과의 통합에 성공하였다. 수소연료전지 드론은 리튬전지 드론에 비해 항속능력이 우수하고 진동/오염이 없는 등 고유 장점을 보유하기에 응용전망이 밝다. 예를 들어 군집비행시 장기체공 통신중계드론은 드론 편대가 더 멀리 날아갈 수 있게 보장하기에 지금까지 불가능했던 복잡한 임무 수행이 가능해진다. 분리판(bipolar plate)은 수소연료전지 스택의 핵심부품이다. 현재 메인노선은 흑연전극판과 금속전극판으로 나누는데 후자는 대규모 생산이 쉬우며 해당 연료전지 스택 또한 가볍고 부피가 작으며 내진성능이 양호하고 저온에서의 무보조 시동이 가능하며 출력밀도가 높은 등 장점을 보유한다. 2017년에 설립된 신옌촹넝은 금속전극판 개발에 주력하고 있다. 동 회사는 0.1mm 금속판재 울트라딥 유로 가공·제조 공법 및 기술을 개발해 수소연료전지 스택에 응용하였는데 관련 성능은 세계 일류 수준에 도달하였다. 해당 스택을 탑재한 드론은 고효율과 안정성을 모두 달성할 수 있다. 이외 자동차용 수랭식 40kW 스택을 양산하였는데 부피출력밀도(Volumetric Power Density) 최대치는 2.9kW/L에 도달해 세계 앞자리를 차지하였다. 동 회사는 이에 멈추지 않고 80kW 스택도 개발 중에 있다.

세계 첫 규모화 태양연료 합성 시범 프로젝트 시운전 성공

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2020년 1월 17일, 중국과학원 다롄(大連)화학물리연구소가 개발한 세계 첫 1,000t급 규모화 태양연료(Solar fuel) 합성 시범 프로젝트가 간쑤(甘肅)란저우신구(蘭州新區)친환경화공단지에서 시운전에 성공함으로써 태양에너지 등 재생가능에너지를 액체연료로 전환시키는 산업화 생산의 첫걸음을 내디디었다. 태양연료 합성은 태양에너지, 풍력에너지, 수력에너지 등 재생가능에너지를 이용하여 전기를 생산한 다음 물전기분해에 의한 수소 제조, 이산화탄소 수소화에 의한 메탄올 전환 등을 통해 액체연료를 제조하여 재생가능에너지를 액체연료에 저장하는 과정을 의미한다. 간단히 말하면 태양에너지 등 재생가능에너지, 이산화탄소 및 물을 이용하여 청정 재생가능에너지인 메탄올 등 액체연료를 생산하는 과정을 의미한다. 이는 간헐적이고 분산된 태양에너지를 재생가능에너지로 수집하여 저장하는 에너지저장 기술이다. 동 프로젝트는 태양광발전, 물전기분해에 의한 수소 제조, 이산화탄소 수소화에 의한 메탄올 합성 등 3개 기본 단계로 구성된다. 전통적인 석탄, 천연가스로 메탄올을 제조하는 방법과 달리 동 프로젝트는 이산화탄소를 탄소 자원으로 이용해 이산화탄소 배출량 감소를 달성함과 아울러 태양연료 메탄올을 친환경적으로 생산함으로써 탄소 무배출을 구현했다. 동 프로젝트는 다롄화학물리연구소 리찬(李燦) 연구팀이 개발한 전기촉매 물분해에 의한 수소 제조 기술 및 촉매를 이용한 이산화탄소 수소화 메탄올 제조 기술을 기반으로 했다. 알칼리성 물전기분해에 의한 수소 제조 기술 분야에서 리찬 연구팀은 중국 자체 지식재산권을 보유한 신형 물전기분해 수소 제조 촉매를 개발함과 아울러 쑤저우(蘇州)징리(競立)수소제조설비유한회사와 공동으로 규모화(1,000표준입방미터/시간) 물전기분해 수소 제조 설비를 개발하여 물전기분해에 의한 수소 제조 원가를 대폭 절감시켰다. 이는 현재 세계에서 규모화 알칼리성 물전기분해에 의한 수소 제조 최고 효율이다. 이산화탄소 수소화 메탄올 제조 기술 분야에서 리찬 연구팀은 자체로 개발한 고용체(Solid solution) 바이메탈 산화물 촉매를 이용하여 이산화탄소의 고선택성, 고안정성 수소화 메탄올 합성을 달성했다. 동 프로젝트는 중국 에너지 안전 문제 완화, 더 나아가 글로벌 생태문명 건설에 중대한 의미가 있다. 이는 중국 서부지역의 풍부한 태양에너지 등 재생가능에너지 최적화 이용 방법을 탐색하여 태양에너지 등 재생가능에너지를 액체연료 메탄올로 전환시키는데 특고압 전기 사용을 제외한 효과적인 방법을 제공했다. 또한 태양연료 메탄올은 수소 담체(Carrier)로서 수소에너지 저장 및 수송의 안전 문제 해결에 도움이 된다.

중국 최대 규모 조력발전장치 개발 성공

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2020년 1월 13일, 하얼빈(哈爾濱)전기(電氣)그룹 하얼빈전기기계공장유한책임회사가 담당한 해양재생에너지 자금 프로젝트 "600kW 해저식 조력발전기 전체 장치 제조"가 전문가 검수에 통과됐다. 이는 중국 최대 규모의 단일 설비용량 600kW 조력발전장치 제조에 성공했음을 의미한다. 동 프로젝트는 중국의 조력발전시스템 핵심 설비와 전체 장치 제조 기술 수준 및 생산 능력을 향상시켜 600kW 해저식 조력 발전 전체 장치의 국산화 생산을 달성하려는데 그 목적을 두고 있다. 해양 조석에너지는 태양에너지, 풍력에너지, 파랑에너지 등 재생 가능한 신에너지에 비하여 규칙성이 비교적 강하고 에너지가 안정하기에 비교적 높은 개발 가치가 있다. 하지만 에너지 분산, 저에너지 밀도, 열악한 해양환경 등 원인으로 조력발전장치의 효과적 개발은 매우 어렵다. 600kW 조력발전장치 제조 성공은 외진 섬에 대한 에너지 공급, 해수중 모니터에 대한 전력 공급 등 문제 해결 및 조석에너지 시장화 응용에 중대한 의미가 있다. 600kW 조력발전장치 개발 과정에서 발전장치의 신뢰성 및 유지보수성을 충분히 고려하여 수직갱 구조로 설계함으로써 발전장치 내부에 들어가 적시로 유지보수 할 수 있게 하여 조력발전장치의 유지보수가 어려운 문제를 해결했다. 뿐만 아니라 발전장치 밀폐, 오염방지/방부식, 동력전달 시스템 등에 선진기술을 도입함으로써 발전장치 운행 안전성 및 안정성을 향상시키는 동시에 태풍 등 열악한 환경에 대한 대응 능력을 강화시켰다. 2019년 9월 9일, 저장(浙江)저우산(舟山)자이뤄산(摘箬山) 해역에서 있은 600kW 조력발전장치의 해상시험 결과, 수력-전력 전환 효율은 37%에 달하고 시동 유속은 0.51m/s로 중국 최고 수준에서 도달했다.

페로브스카이트 재료에서 전하수송의 독특한 양자간섭 효과 규명

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난카이대학교 리웨룽(李躍龍) 연구팀은 샤먼대학교, 영국 랭커스터대학교 등의 연구팀과 공동으로 세계 최초로 페로브스카이트 재료에서 나노스케일 전하수송의 독특한 양자간섭 효과를 발견함으로써 양자효과 기반의 페로브스카이트 재료·장치 개발에 가능성을 제공하였다. 해당 성과는 "Nature Communications"에 온라인으로 게재되었다. 최근, 페로브스카이트 재료는 양호한 광전자학적 특성으로 재료과학 연구의 핫이슈가 되면서 태양전지, 발광다이오드, 광전식감지기 등 분야에 성공적으로 응용되고 있다. 페로브스카이트 재료에서 전하수송 과정은 해당 재료 성능에 영향을 미치는 핵심 부분이다. 페로브스카이트 재료에서 나노스케일 전자수송의 특이적 효과에 대한 연구·이해는 페로브스카이트 재료·장치 설계, 성능 향상에 중요한 지시적 의미가 있다. 리웨룽 연구팀은 일련의 페로브스카이트 양자점을 설계 합성한 후, 샤먼대학교 훙원징(洪文晶) 연구팀은 자체적으로 개발한 피코미터급 변위 조절 정밀도를 보유한 과학기기를 기반으로 페로브스카이트 양자점에 대한 원위치 테스트를 수행하였다. 연구팀은 금 전극이 페로브스카이트 크리스탈셀(crystal cell) 사이에서의 미끄럼 이동을 통해 단일 크리스탈셀 위 5Å 떨어진 서로 다른 연결부위 사이에서의 전하 수송을 테스트하였다. 이를 통해 동일 크리스탈셀의 서로 다른 부위에 전극을 연결시 전하 수송능력이 약 1개 수량급으로 뚜렷이 증강됨을 의외로 발견했다. 또한 랭커스터대학교 연구팀과의 협력을 통해 기존에 보고된 바 없는 상기 전기전도도 증강 현상은 전하가 나노스케일 페로브스카이트 재료에서 수송될 때 발생하는 양자간섭 효과에서 비롯됨을 규명하였다. 학제 간 융합 국제협력을 통해 획득한 해당 성과는 양자간섭 연구시스템을 페로브스카이트 재료 분야에로 확장시킴으로써 고효율 페로브스카이트 태양전지 등 광전 장치의 비밀을 밝힘과 아울러 양자효과 기반의 신형 고성능 페로브스카이트 광전 장치라는 새로운 연구 분야를 개척할 전망이다.

수소에너지 장비 시험테스트 기술 배치 가속화

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베이징우주시험기술연구소(항천 101연구소), 중국특종설비연구원, 중국과학원 이화학연구소, 베이징저탄소연구원 등 13개 부서는 중국 최초로 액체수소협력혁신연합체(이하 연합체)를 설립하여 수소에너지 장비 시험 테스트 기술의 배치를 가속화할 예정이다. 중국은 최대 수소 생산국이며 또한, 수소 사용 대국이다. 2050년에 이르러 중국의 수소에너지는 최종 에너지소비의 10%를 차지할 전망이다. 현재 중국의 수소에너지 산업은 제품 성능 테스트와 품질 검증에 관한 기술 경험이 부족하고 성숙한 수소에너지 장비 성능 테스트와 테스트 방법, 표준 및 인프라가 부족하며 완전한 수소에너지 장비 품질 평가 시스템과 테스트 검증 능력이 형성되지 않아 수소에너지 장비 보급과 안전 응용 진전에 심각한 영향을 미친다. 따라서 향후, 수소에너지 장비 테스트 분야의 지속적인 연구와 투자를 강화하고 지역 수소에너지 장비 테스트 기지를 구축하며 전국적인 수소에너지 장비 테스트 네트워크를 형성하여 수소에너지 테스트 수준을 향상시켜야 한다. 연합체는 액체수소 분야의 핵심 기술에 중점을 두고 액체수소 기술과 장비 연구, 개발, 시험, 테스트, 산업화 등 분야에서 산학연용(산업-학술-연구-응용) 협력을 전개하고 산업표준 제정과 정책 연구에 조력하며 중국의 액체수소 기술 개발, 표준 제정, 테스트 평가 및 기술 서비스를 이끌고 액체수소 기술과 산업의 자주화 발전을 촉진할 예정이다. 항천과기그룹유한회사는 수소에너지 관련 과학기술과 산업 배치를 추진하여 일련의 신제품, 신서비스를 형성하였고 국내 사용자의 새로운 수요를 충족시키고 있다. 아울러, 축적한 기술, 서비스 능력 및 투자 구축한 시험 장비를 다양한 형태로 국내 기업에 개방하여 새 협력을 모색하고 있다.

난선광 철광석 부유자화배소기술로 철광석 고효율 이용의 어려움 극복

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둥베이(東北)대학교 한웨신(韓躍新) 연구팀이 자체적으로 개발한 첨단 친환경 선광기술을 기반으로 한 주취안(酒泉)철강(그룹)유한책임회사의 "분광 부유자화배소 시범프로젝트"가 최근 풀가동 생산에 들어갔다. 자화배소 효과는 양호했고 분광(fine ore)으로부터의 철 회수율은 기존의 65%에서 85%이상으로 증가했다. 이는 부유자화배소기술의 첫 대규모 산업응용으로서 철광석 고효율 이용의 세계적 어려움을 해결함과 아울러 자원이용 효율을 대폭 향상시켰다. 주취안철강(그룹)유한책임회사 주변에는 10억 t의 선광이 어려운 철광석(아래 난선광 철광석으로 약칭)이 매장되어 있다. 해당 철광석은 광물구성이 복잡하고 철광물 과립 순도가 낮은 등 복잡계 난선광 저품위 산화철광석으로서 자원이용 효율이 낮다. 이를 감안해 동 회사는 2015년에 둥베이대학교와 공동으로 기술해결에 나섰다. 2년간의 연속적 시험을 거쳐 양호한 기술지표를 획득함으로써 미광(tailings) 자원화 이용에 기술적 토대를 마련했다. 둥베이대학교가 자체적으로 개발한 난선광 철광석 부유자화배소기술은 "World Metals"로부터 2016년 세계철강산업 10대 기술뉴스로 선정되었다. 해당 성과에 힘입어 2016년 8월 1일에 연간 165만 t 부유자화배소 1기 공사가 착공되었고 2018년 3월에 부유배소로 시스템이 본격적 시운전 단계에 진입하였으며 2018년 11월부터 1단계 연속 시생산을 시작해 끊임없는 최적화 작업 끝에 현재 풀가동 생산에 이르렀다. 둥베이대학교 연구팀은 2007년부터 난선광 철광석의 광물구성이 복잡하고 공생적 관계가 긴밀한 등 특성을 감안한 다양한 부유자화배소 신기술을 제안했다. 해당 신기술은 10여 년간 수십 개 국제·국내 발명특허를 획득했다. 아울러 부유자화배소와 관련한 다수 신형 산업장비모델을 개발해 국내외 철광석 부유자화배소 분야 핵심기술을 파악했다. 관련 기술로 안산철강(鞍鋼), 허강(河鋼), 타이강(太鋼) 및 "일대일로" 연선국가 시에라리온, 알제리, 모로코, 잠비아 등의 복잡계 난선광 광산자원에 대한 부유자화배소시험에서 획득한 배소효과 및 선별지표 모두 양호했다.

첫 1,000t급 순환유동층석탄가스화장치 납품

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중국과학원 공정열역학연구소가 개발한 중국 첫 1,000t급 순환유동층석탄가스화장치가 간쑤(甘肅) 진창(金昌)에서 본격 납품되었다. 이는 중국이 청정·고효율 순환유동층석탄가스화기술을 합성암모니아 업계에 응용한 첫 사례이며 해당 기술의 응용보급은 합성암모니아 업계의 환경오염문제 해결에 새 경로를 마련할 전망이다. 현재 고정층 가스화로를 사용해 합성암모니아장치에 원료가스를 공급하는 질소비료업체가 중국 합성암모니아 생산능력의 40%를 차지한다. 오염의 심각성 문제로 질소비료업계의 50%를 차지하는 고정층 가스화로가 가동을 멈추었거나 심지어 완전 정지되었다. 매년 겨울철 심각한 오염문제로 빚어지는 수많은 질소비료업체 생산정지와 봄철 농업용 비료공급 간에 형성되는 모순은 매우 두드러진 상황이다. 재래식 석탄가스화기술에는 적용 가능한 석탄종류가 적고 오염이 심각하거나 또는 비용이 높은 등 문제가 존재한다. 이를 감안해 연구팀은 청정, 고효율, 저비용의 석탄종류 적용범위가 넓은 순환유동층석탄가스화기술을 개발했다. 관련 장치로 현지 분탄을 청정·고효율 원료가스로 전환시키는 비용은 30%~50% 절감될 뿐만 아니라 재래식 석탄가스로의 폐가스·폐수 오염을 제거해 기업에 약 5,000만 위안(한화로 약 84억 6,200만 원)의 비용절감 효과를 가져다줄 예정이다. 더불어 합성암모니아 업계의 환경오염방지 수준도 뚜렷이 향상시킬 전망이다. 해당 기술은 이미 비철야금, 도자기 업계 선두기업에 광범위하게 응용되고 있고 "일대일로" 연선국가에도 수출되고 있다. 현재 70개 기술제품이 산업화 되어 33억 위안(한화로 약 5,584억 9,200만 원)의 생산액을 창출했으며 연간 260만 t의 타르/페놀 함유 오수 배출을 감소시킬 수 있다.

티탄산나트륨과 그래핀을 이용하여 고에너지, 고출력 마이크로 커패시터 개발

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중국과학원 다롄(大連)화학물리연구소 우중솨이(吳忠帥) 연구팀과 바오신허(包信和) 연구팀은 공동으로 성게형 티탄산나트륨과 다공성 활성화 그래핀을 결합하여 고에너지밀도, 고내열성을 보유한 유연성 나트륨이온 마이크로 슈퍼커패시터를 개발했다. 마이크로 센서, 마이크로 로봇, 자가동력 마이크로 시스템 등은 마이크로 전기화학 에너지저장 소자를 떠날 수 없다. 해당 소자는 전극 크기가 μm 범위인 소형 전원으로서 유연성, 마이크로화, 지능화 집적 전자 제품의 핵심 전원으로 인정되고 있으며 현재 주로 마이크로 배터리, 마이크로 슈퍼커패시터 및 하이브리드 슈퍼커패시터로 분류한다. 마이크로 배터리는 고에너지밀도를 보유하고 있지만 출력밀도가 낮고 마이크로 슈퍼커패시터는 고출력밀도를 보유하고 있지만 에너지밀도가 낮다. 리튬이온 마이크로 슈퍼커패시터를 대표로 하는 하이브리드 슈퍼커패시터는 마이크로 배터리의 고에너지밀도 장점과 마이크로 슈퍼커패시터의 고출력밀도 장점을 동시에 보유한 신형 마이크로 전기화학 에너지저장 소자이다. 리튬이온 마이크로 슈퍼커패시터는 상기 장점을 보유하고 있지만 규모화 응용 면에서 금속 리튬의 자원 제한 및 비교적 높은 개발원가(리튬의 지각 내 함량은 0.006%) 제한을 받고 있다. 나트륨 자원은 지구자원의 약 2.74%에 달하기에 개발원가가 저렴하며 전기화학적 성질도 리튬과 유사하다. 따라서 나트륨이온 마이크로 슈퍼커패시터 개발은 중요한 응용 전망을 보유하고 있다. 연구팀은 성게형 티탄산나트륨을 배터리형 음극으로 하고 다공성 활성화 그래핀을 커패시터형 양극으로 했으며 고압 이온액체 겔 전해액을 결합하여 유연성 나트륨이온 마이크로 슈퍼배터리를 성공적으로 제조했다. 또한 배터리형 음극과 커패시터형 양극의 효과적인 결합을 통해 나트륨이온 마이크로 슈퍼커패시터가 3.5V의 고전압 조건에서 안정적으로 작동하게 했고 에너지밀도를 37.1MWh/cm3에 도달시킴과 아울러 초저 자가 방전 속도를 달성했다. 나트륨이온 마이크로 슈퍼커패시터는 다방향 신속 이온 확산 통로를 보유하고 있기에 전하이동 저항을 대폭 감소시킴과 아울러 출력밀도를 뚜렷하게 향상시킬 수 있다. 동시에 소자의 평면기하학적 구조 및 이온 겔 전해액의 비가연성으로 해당 마이크로 소자는 양호한 기계적 유연성 및 80℃ 고온 안정성을 보유하고 있다.