인하대, ‘급속 충전 전지’ 개발 설계 비밀 밝혀

  • 전국
  • 수도권

인하대, ‘급속 충전 전지’ 개발 설계 비밀 밝혀

김민규·김홍근 교수 연구팀
급속 충전 전지 개발 큰 역할 기대

  • 승인 2024-09-25 13:11
  • 주관철 기자주관철 기자
사진1 (1)
(왼쪽부터) 인하대 김민규, 김홍근 교수, 김인호, 강현주 학생/제공=인하대
인하대학교는 김민규(화학과)·김홍근(기계공학과) 교수 연구팀이 급속 충전 전지 개발 설계의 비밀을 밝혀냈다고 25일 밝혔다.

최근 테슬라를 필두로 세계적으로 전기차 시장이 빠르게 성장하고 있다. 전기차는 내연기관 자동차와 달리 이차전지의 동력만으로 움직이기 때문에 이차전지의 성능이 자동차의 성능으로 이어진다.

현재 이차전지는 전기차의 동력이 될 만큼 개발됐지만 충전 속도에 대한 문제를 가지고 있다. 이는 전기차 시장의 수요가 침체되거나 감소하는 캐즘 현상의 핵심 원인으로 꼽힌다.

이차전지 문제를 해결하기 위해 새로운 전극 개발에 대한 연구가 활발히 진행되고 있다. 특히 흑연 음극과 고에너지 용량의 실리콘 음극을 혼합한 복합 전극에 대한 관심이 크다.

실리콘 음극의 높은 비용량(Specific capacity) 덕분에 흑연·실리콘 복합 음극은 적은 양으로도 흑연 소재로만 구성된 전극 수준의 에너지 용량을 확보할 수 있어 충전 속도 향상에 문제가 되는 과전압 문제를 크게 줄일 수 있기 때문이다. 하지만 그동안 흑연과 실리콘 비율, 각 소재의 물성 등 급속 충전을 위한 복합 전극의 설계 전략의 이해가 부족했다.

연구팀은 이를 극복하기 위해 실험한 결과 충전 반응 도중 흑연·실리콘 복합 음극 안에 각 소재(흑연·실리콘)가 동시에 반응하는 것이 아니라 충전 양에 따라 특정 소재에 반응이 집중되는 현상을 확인했다.

특히 충전 속도가 빨라질수록 실리콘 소재에 반응이 크게 집중되는 현상을 확인하면서 실리콘의 물성 개질이 급속 충전을 위한 흑연·실리콘 복합 전극 개발의 핵심이라는 사실을 규명했다. 연구팀은 이같은 동역학 분석 결과를 기반으로 실리콘과 복합 전극의 다양한 물성을 제어할 때 급속 충전 성능이 크게 개선된 점을 밝혔다.

이번 연구 성과는 에너지·재료 분야 저명한 국제학술지인 'Energy Storage Materials' 최근호에 게재됐다. 인하대 김민규 화학과 교수와 김홍근 기계공학과 교수가 교신 저자로 참여하고, 김인호 화학과 석사과정 학생과 강현주 기계공학과 석사과정 학생이 제1저자로 이름을 올렸다.

김민규 인하대 화학과 교수는 "복합 전극을 설계하기 위해선 각 소재의 물성을 개별적으로 이해하는 것뿐 아니라 복합 전극 내에서의 반응 동역학을 분석해야 한다는 사실을 이번 연구에서 확인할 수 있었다"며 "이번 연구 결과는 향후 급속 충전 전지를 개발하는 데 큰 역할을 할 것으로 기대된다"고 말했다. 인천=주관철 기자 orca2424002@

중도일보(www.joongdo.co.kr), 무단전재 및 수집, 재배포 금지

기자의 다른기사 보기

랭킹뉴스

  1. 대전참여자치시민연대 '트램 공개자료실' 개설
  2. 산업부, 삼성디스플레이 아산 공장 방문…"5극 3특 중부권 성장엔진 투자 적극 지원"
  3. 핵심기술 유출혐의 벗은 쎄트렉아이, 경찰 불송치 결정
  4. 충남도·충남경제진흥원, 代이어 사업 중인 소상공인 30곳 지원 나서
  5. 음향신호로 구조물 안전검사 등 전국과학전람회서 학생 연구 돋보여
  1. 아펜젤러의 개척정신 잇는다…미래 리더십 모색
  2. 충남교육청, 탕정고 신축 첫 삽… 2028년 3월 개교 예정
  3. 충남신보, 원종찬 신임 상임감사 선임
  4. 충남도, 세계자연기금과 서산 가로림만 가꾸기 나서
  5. 소진공-한국생명존중희망재단, 소상공인 생명안전망 강화

헤드라인 뉴스


충청권 4개 시도, `충청광역연합 특별법` 제정 공동 대응 나서

충청권 4개 시도, '충청광역연합 특별법' 제정 공동 대응 나서

대전시를 비롯한 충청권 4개 시·도가 충청광역연합 특별법 제정을 위해 공동 대응에 나선다. 허태정 대전시장은 2일 서울 켄싱턴호텔에서 열린 '충청광역연합 특별법 제정을 위한 정책토론회'에서 박수현 충남도지사, 조상호 세종시장, 신용한 충북도지사, 구형서 충청광역연합의회 의장과 업무협약을 체결했다. 이번 협약은 충청광역연합이 초광역 행정 주체로서 실질적인 권한과 재정 기반을 확보할 수 있도록 특별법 제정에 공동 대응하기 위해 마련됐다. 4개 시·도는 앞으로 국회와 중앙정부에 특별법 제정을 공동 건의하고, 관련 토론회와 간담회 개최,..

`시간 여행+짬뽕`으로 뜨거운 군산… 언제 가볼까
'시간 여행+짬뽕'으로 뜨거운 군산… 언제 가볼까

전북 군산시(시장 김재준)가 축제의 계절인 10월을 맞아 '시간여행과 짬뽕' 축제로 후끈 달아오르고 있다. 군산에서만 만날 수 있는 특별한 시간여행은 올해 14번째로, 지난 2일부터 5일까지 친구와 연인, 가족 모두 함께 즐거움과 흥미로운 이야기를 만나는 과정을 선사한다. ▲선선한 가을밤, 달빛 아래 고조되는 '시간여행 축제' 열기 메인 행사장인 시간여행 마을은 지난 2일 개막식에서 거리 전체를 화려한 무대로 전환하는 퍼포먼스의 장으로 승화했다. 1980년대로 떠나는 여행을 선사한 글로벌 모던 플래시몹, 이어진 '군산시립예술단 공연..

우주청, 튀르키예 국제우주대회서 대전 포함한 `한국관` 개설
우주청, 튀르키예 국제우주대회서 대전 포함한 '한국관' 개설

튀르키예 안탈리아에서 10월 5일 개막하는 '제77회 국제우주대회(IAC 2026)'에서 대전시가 우주항공청과 함께 우리의 우주기술과 기업을 소개하는 한국관을 운영한다. 국제우주대회(IAC)는 전 세계 정부 우주 기관, 기업, 연구소 및 학계 관계자들이 모여 우주 분야 발전 방향 및 협력 방안 논의하는 행사다. 대전시는 2009년 10월 제60회 IAC 대회를 유치해 대전컨벤션센터에서 개최한 바 있다. 국제우주연맹(IAF)이 매년 주관해 올해는 튀르키예에서 5일부터 9일까지 진행된다. 이번 IAC에 참가하는 우주항공청은 강경인 우주..

실시간 뉴스

지난 기획시리즈

  • 정치

  • 경제

  • 사회

  • 문화

  • 오피니언

  • 사람들

  • 기획연재

포토뉴스

  • 국군의 날 기념행사 참석한 이재명 대통령 국군의 날 기념행사 참석한 이재명 대통령

  • 안전하고 세련된 모습으로 바뀐 무궁화호 안전하고 세련된 모습으로 바뀐 무궁화호

  • ‘대전시는 수소트램 원점 재검토하라’ ‘대전시는 수소트램 원점 재검토하라’

  • 금빛으로 빛난 대전의 영웅들 금빛으로 빛난 대전의 영웅들