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. 與野 행정수도특별법 합의처리로 "세종시 완성" 의지 증명해야
  2. 대전시, 시내버스 이용 에티켓 홍보 확대
  3. 대전서 연이틀 배터리 충전 화재… 전기 이동수단 이용 증가에 '안전주의보'
  4. [문화 톡]노금선 전 MBC 아나운서의 화려한 귀환
  5. ‘인상 vs 동결’ 내일 4차 석유 최고가격제 향방 촉각
  1. 성광진·임전수·이병도·김성근 충청권 민주진보교육감 "초광역 협력 약속"
  2. 맹수석 대전교육감 예비후보 단일화 재논의 제안에 후보들 반응 '싸늘'
  3. [내방] 백동흠 대전경찰청장 등
  4. 안전지도 해도 사고 나면 무조건 교사 책임?…사라지는 학교 현장체험학습
  5. 'IBS 과학문화센터' 일상 속 과학을 만나는 공간으로 자리매김

헤드라인 뉴스


[법의날 기획]`아픈 수용자 곁에 의사를` 시급한 의료처우

[법의날 기획]'아픈 수용자 곁에 의사를' 시급한 의료처우

대전교도소가 새로운 부지를 이전하고 지금의 자리를 어떻게 개발할 것인가에 지역사회 관심이 집중되고 있다. 교도소 이전사업의 착수도 쉬운 일은 아니었지만, 3000명 가까이 수용하는 대전교도소가 새롭게 이전할 때 어떤 교정시설이 되어야 지금보다 더 안전한 사회가 될 것인가 논의는 이뤄지지 않고 있다. 4월 25일 법의날을 앞두고 대전교도소의 현재 수용상황을 점검하고 교정과 교화를 위한 대전교도소의 미래를 그려본다. <편집자 주> [글 싣는 순서] 1. 과밀수용에 고령화… 변화하는 수용환경 2. '아픈 수용자 곁에 의사를' 시급한 의료..

대전 지방선거 광역 및 기초단체장 대진표 완성 전운
대전 지방선거 광역 및 기초단체장 대진표 완성 전운

6·3 지방선거를 40여 일 앞두고 대전 광역 및 기초 단체장 여야 대진표가 완성되면서 전운이 감돌고 있다. 현직 단체장들이 등판 예열을 마치고 본격 링에 오르는 가운데 곳곳에서 '리턴매치'가 성사되며 선거 열기가 빠르게 달아오르고 있다. 2018년 이후 8년 만에 대전에서 3선 구청장이 배출될는지도 촉각이다. 22일 지역 정치권에 따르면, 더불어민주당은 전날 동구청장 후보로 황인호 전 동구청장을, 서구청장 후보로 전문학 전 시의원을 확정했다. 이로써 대전시장과 5개 구청장을 포함한 지역 단체장 선거 구도가 모두 완성됐다. 대전시장..

중동전쟁 여파 나프타 68% 급등… 생산자물가 7개월 연속 상승
중동전쟁 여파 나프타 68% 급등… 생산자물가 7개월 연속 상승

중동전쟁 여파로 나프타 가격이 68% 급등하는 등 생산자물가가 7개월 연속 상승한 것으로 나타났다. 통상 생산자물가가 오르면 시차를 두고 소비자물가에 반영되는 만큼, 향후 물가 상방 압력이 확대될 것으로 전망된다. 22일 한국은행이 발표한 '2026년 3월 생산자물가지수(잠정)'에 따르면, 지난달 생산자물가지수는 125.24(2020=100)로 전월 대비 1.6% 상승했다. 생산자물가는 2025년 9월 이후 7개월 연속 오름세를 보이고 있다. 생산자물가지수가 이처럼 장기간 상승한 것은 환율과 유가가 급등했던 2022년 1~7월 이후..

실시간 뉴스

지난 기획시리즈

  • 정치

  • 경제

  • 사회

  • 문화

  • 오피니언

  • 사람들

  • 기획연재

포토뉴스

  • ‘에너지 절약 동참해주세요’ ‘에너지 절약 동참해주세요’

  • 자연 속 힐링 요가 자연 속 힐링 요가

  • 실전 같은 소방훈련 실전 같은 소방훈련

  • 도심 속 눈길 사로잡는 영산홍 도심 속 눈길 사로잡는 영산홍