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. ‘버스전용차로 시행중입니다’
  2. 여고·등산로서 상습 신체 노출… 50대 남성 검거
  3. [대전노인신문] 대전 어르신들 체육으로 하나됐다…제25회 어르신 체육대회 성료
  4. 원자력연, 원전 방사능 폐수지 굳혀서 처분기술 개발…특허로 이어져
  5. [대전노인신문] 詩 한 편 편지 한 장
  1. [대전노인신문] 대전 대덕구 목상동 새마을부녀회, '어르신 효 잔치' 개최
  2. 집주인 모자 찾아가 흉기 휘두르고 불 지른 70대 체포
  3. [날씨] 추석 연휴 충청권 구름 많아…추석 밤부터 약한 비
  4. [대전노인신문] "추석 명절 이야기"
  5. 대전 펜싱 간판스타 오상욱, 아시안게임서 '금메달'

헤드라인 뉴스


세월이 지나도 변하지 않는 건 추석의 의미

세월이 지나도 변하지 않는 건 추석의 의미

민족 최대 명절인 추석을 맞아 거리를 걷다 보면 예전과는 사뭇 달라진 명절 풍경을 실감하게 된다. 온라인 장보기와 간편식, 모바일 선물 등이 일상화된 지금과 달리 약 20년 전 추석은 지금보다는 조금 더 불편했고 느린 것만은 확실했다. 그러나 시간이 지나며 추석 풍경이 달라진 것은 많지만 추석의 의미는 변하지 않았다는 건 확실하다. 가족과 친지가 직접 만나 웃음과 정겨움을 나누는 모습은 예나 지금이나 똑같다. 예전 추석의 모습은 지금과는 얼마나 달랐는지 사진으로 살펴보자. 먼저 고향을 가는 길도 만만치 않았다. 열차표 예매가 정해진..

세종사랑 맛집 `98곳` 라인업… 우리 동네 어디에 있나?
세종사랑 맛집 '98곳' 라인업… 우리 동네 어디에 있나?

"상권 침체는 없다. 우리는 맛으로 승부하고, 고객들을 불러 모은다." 자영업자의 무덤으로 통하는 세종특별자치시에도 맛집들이 건재하고 있다. 세종사랑 맛집 98곳이 이름을 올리며, 읍면동 맛집 지도를 서서히 완성해가고 있다. (재)세종시문화관광재단(대표이사 박영국)은 작년부터 시민 추천과 전문가 평가를 거쳐 선정한 '세종사랑 맛집'을 총 98개소로 확대했다. 작년 11월 44개소에 이어 이번에 신규 선정한 맛집은 모두 54개다. 최근 이름을 올린 맛집 54개소는 신도심 33개소, 구도심 21개소로 구성됐고, 한식과 중식, 일식, 카..

대전 펜싱 간판스타 오상욱, 아시안게임서 `금메달`
대전 펜싱 간판스타 오상욱, 아시안게임서 '금메달'

대전 펜싱 간판스타 오상욱이 2026 아이치·나고야 아시안게임에서 금메달을 따냈다. 오상욱(대전시청)은 23일 일본 아이치현 도쿄나메의 아이치 스카이 엑스포에서 열린 아시안게임 남자 사브로 개인전 결승에서 선천펑(중국)을 15대 13으로 꺾고 우승을 차지했다. 이로써 대한민국 선수단 8번째 금메달 주인공이 됐다. 펜싱에서는 전날 여자 에페 개인전의 송세라(부산시청)에 이어 두 번째 '금빛 찌르기'가 펼쳐졌다. 오상욱은 2023년 열린 2022 항저우 대회에 이어 남자 사브르 개인전 타이틀 방어에 성공했다. 한국은 2010년 광저우,..

실시간 뉴스

지난 기획시리즈

  • 정치

  • 경제

  • 사회

  • 문화

  • 오피니언

  • 사람들

  • 기획연재

포토뉴스

  • 세월이 지나도 변하지 않는 건 추석의 의미 세월이 지나도 변하지 않는 건 추석의 의미

  • ‘버스전용차로 시행중입니다’ ‘버스전용차로 시행중입니다’

  • ‘풍요롭고 즐거운 추석 명절 되세요’ ‘풍요롭고 즐거운 추석 명절 되세요’

  • 귀성객 맞이 서대전역 방역 ‘꼼꼼하게’ 귀성객 맞이 서대전역 방역 ‘꼼꼼하게’