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. 천안시, 27일부터 '고유가 피해지원금' 신청 접수 가능해요
  2. 유퀴즈부터 한화이글스, 늑구빵까지! 늑구밈 패러디 폭주 '대전은 늑구월드'
  3. [문화 톡] 서양화가 이철우 작가의 또 다른 변신
  4. 대전 동부서, 길고양이 토치 학대한 70대 남성 구속영장
  5. 충남대병원, 폐암 정밀진단 첨단 의료장비 도입…조기진단으로 생존율 기대
  1. [4월 21일 과학의 날] "연구에만 몰입할 수 있는 연구행정 혁신 필요"
  2. "대학 줄 세우는 졸속 정책"…전국 국공립대 교수 '서울대 10개 만들기' 개선 촉구
  3. 대전경찰청, '우회전 일시정지 단속' 2주 계도 후 집중단속
  4. [초대석] 류석현 원장 "기계연은 계주 2·3번 주자… 제조강국 기여 자부심"
  5. 대전시립손소리복지관·더젠병원 청각장애인 복지 증진 위한 정기후원 협약

헤드라인 뉴스


‘백제왕도 특별법’ 세번째 도전… 22일 법사위 심사 통과여부 촉각

‘백제왕도 특별법’ 세번째 도전… 22일 법사위 심사 통과여부 촉각

충청인의 뿌리이자 고대 삼국시대에서 가장 문화적으로 번창했던 백제의 옛 도읍을 재현하기 위한 노력이 국회에서 결실을 맺을지 주목된다. 두 차례 폐기됐던 '백제왕도 핵심유적 보존·관리에 관한 특별법안'이 세 번째 도전 끝에 법제사법위원회 단계까지 올라서면서 공주·부여·익산을 잇는 역사 도시 구상이 현실화될 수 있을지 관심이 쏠린다. 21일 정치권과 국가유산청 등에 따르면, 박수현 의원(더불어민주당·충남 공주부여청양)이 지난해 10월 발의한 '백제왕도 핵심유적 보존·관리에 관한 특별법안'이 22일 법사위 심사를 앞두고 있다. 이르면 2..

늑구 관련 마케팅 `활발`... 늑구빵부터 AI합성 `밈`까지
늑구 관련 마케팅 '활발'... 늑구빵부터 AI합성 '밈'까지

대전 오월드 동물원에서 탈출했다가 포획된 늑대 '늑구'에 대한 유통업계의 시선이 뜨거워지고 있다. 지역 빵집에선 늑구를 모티브로 한 '늑구빵'이 등장했고, 온라인상에선 대전과 늑구를 조합한 '밈' 현상도 나타나는 등 관련 마케팅이 붐처럼 일고 있다. 21일 업계에 따르면, 대전지역 빵집인 하레하레는 최근 동물원에서 탈출해 포획된 늑대 늑구를 빵으로 늑구빵을 출시했다. 하레하레 대전 도안점에서 오전 11시와 오후 3시 50개 한정해 판매하고 있다. 또 일부 개인 제과점 등에서도 늑구를 형상화한 빵을 진열해 판매하면서 SNS 등에서 화..

`중동전쟁 파고 넘었다` 코스피 6388.47 신고점 경신
'중동전쟁 파고 넘었다' 코스피 6388.47 신고점 경신

중동전쟁 충격으로 한때 5000선까지 내려앉았던 코스피가 두 달 만에 전고점을 돌파하며 신고점을 경신했다. 미국과 이란의 종전 협상이 마무리되진 않았지만, 반도체 산업을 중심으로 이익 성장 기대감이 투자 심리를 자극했다. 21일 한국거래소에 따르면 코스피는 전 거래일 대비 169.38포인트(2.72%) 오른 6388.47에 거래를 마치며 신고점을 경신했다. 전쟁 발발 직전인 올해 2월 27일 기록한 장중 사상 최고치(6347.41)를 단숨에 돌파한 것이다. 원·달러 환율도 하락세를 보였다. 이날 서울 외환시장에서 원·달러 환율은 전..

실시간 뉴스

지난 기획시리즈

  • 정치

  • 경제

  • 사회

  • 문화

  • 오피니언

  • 사람들

  • 기획연재

포토뉴스

  • 실전 같은 소방훈련 실전 같은 소방훈련

  • 도심 속 눈길 사로잡는 영산홍 도심 속 눈길 사로잡는 영산홍

  • 대전오월드 재창조 사업 중단 및 전면 재검토 촉구 기자회견 대전오월드 재창조 사업 중단 및 전면 재검토 촉구 기자회견

  • 오늘부터 우회전 일시정지 위반 집중 단속…‘꼭 멈추세요’ 오늘부터 우회전 일시정지 위반 집중 단속…‘꼭 멈추세요’