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. 대전시 국방 과학수도 날개단다
  2. [우리동네 정비사업] 대전 대표 노후지 대덕구, 사업성 악화로 상당수 정비사업 '제동'
  3. [편집국에서]대한민국 축구와 민선9기 대전시
  4. "논쟁 휘둘려 기회 놓치면 안돼"…연내 특별법 제정 역량결집 시급
  5. [현장취재]크리스천리더스클럽, 제주헤리티지로 비전트립 다녀오다
  1. [월요논단] '온통대전'을 넘어, 시민이 설계하는 고향사랑기부제
  2. [옅어진 대전 문인의 흔적] 단재도 서포도 백호도…대전만 낯선 지역의 인문자산
  3. 무더위 피해 서점에서 북캉스
  4. 장마 주춤한 사이 활짝 핀 개망초
  5. 검찰청 폐지 석달도 안 남아… 보완수사·경찰 인사까지 여전히 혼선

헤드라인 뉴스


정부 공공기관 이전 앞두고 민선 9기 대전시 역량 시험대

정부 공공기관 이전 앞두고 민선 9기 대전시 역량 시험대

정부의 2차 공공기관 이전 계획 발표가 임박했다는 전망이 나오면서 지역 발전에 견인할 핵심 공기업 유치를 위한 대전시의 발걸음이 더욱 빨라지고 있다. 1차 공공기관 이전 당시 철저히 배제된 만큼, 혁신도시 완성을 통한 원도심 활성화·도심 균형발전을 이루기 위한 기관을 유치하기 위해서다. 20일 지역 정치권과 국토교통부 등에 따르면 정부는 올해 안에 2차 공공기관 이전 내용을 발표할 방침이다. 김윤덕 국토부 장관이 최근 한 방송에 출연해 "실무적인 부분은 상당 부분 진행됐고, 가능하면 8월이나 늦어도 9월까지는 윤곽을 마련해 대통령께..

한화, 불펜 흔들리고 중심타선 공백…후반기 전력 어쩌나
한화, 불펜 흔들리고 중심타선 공백…후반기 전력 어쩌나

후반기 반등을 노리는 프로야구 한화 이글스의 전력에 경고등이 켜졌다. 불펜이 흔들리며 마운드 운영에 부담이 커진 가운데 새 외국인 투수를 영입해 선발진 재정비에 나섰지만, 중심타선마저 부상 악재를 맞으며 전력 운용에 고민이 깊어지고 있다. 한화가 후반기 첫 과제로 떠오른 숙제는 불펜이다. 키움 히어로즈와의 후반기 첫 4연전에서 리드를 지키지 못하는 장면을 반복하며 아쉬움을 남겼다. 특히 19일 경기에서는 8-1로 앞서던 승부를 지키지 못한 채 연장 11회 9-9 무승부로 마무리했다. 류현진의 한·미 통산 2500탈삼진이라는 대기록과..

충남문화관광재단 대표 인선 논란 증폭…박수현 지사 인사 잡음 잇따라
충남문화관광재단 대표 인선 논란 증폭…박수현 지사 인사 잡음 잇따라

박수현 충남지사의 취임 이후 인선을 둘러싼 잡음이 잇따르고 있다. 정무부지사 임명을 둘러싼 논란과 민선 9기 도정 첫 조직개편에 대한 비판에 이어 이번에는 충남문화관광재단 대표이사 임용 절차를 놓고 노동조합이 특정 자격 미달 인사를 위한 '맞춤형 규정 개정' 의혹을 공개적으로 지적하면서다. 지역 시민사회에 이어 공직사회와 산하기관 노동조합까지 잇따라 인사와 조직 운영을 둘러싼 문제를 제기하면서 박 지사의 첫 인선 기조가 연이어 시험대에 오르는 모습이다. 민주노총 공공운수노조 충남문화관광재단지회는 20일 성명을 통해 "충남도와 재단이..

실시간 뉴스

지난 기획시리즈

  • 정치

  • 경제

  • 사회

  • 문화

  • 오피니언

  • 사람들

  • 기획연재

포토뉴스

  • ‘함께 지킨 자유, 영원한 감사’ ‘함께 지킨 자유, 영원한 감사’

  • 전통시장에 바람이 솔솔…‘시원하게 장보세요’ 전통시장에 바람이 솔솔…‘시원하게 장보세요’

  • 장마 주춤한 사이 활짝 핀 개망초 장마 주춤한 사이 활짝 핀 개망초

  • 무더위 피해 서점에서 북캉스 무더위 피해 서점에서 북캉스