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. 대전 구토·설사 초등학교 전교생 역학조사… 학생 7명 입원 치료 중
  2. 사회복지 현장 맞춤 인재 양성 위해 기업과 의기투합
  3. LG대전어린이집, 바자회 수익금 전달하며 따뜻한 나눔 실천
  4. 대학 '앵커' 사업 대전시·수행 대학 첫 성적표 받는다
  5. [춘하추동]사회적인식과 다문화 수용성(acceptance)
  1. [선거현장, 한 컷!] 선거인명부 작성
  2. AI 활용부터 학생 참여형 수업까지…대전 초등교실 변화
  3. [문화 톡] 김경희 작가의 개인전 '함께 빚어낸 결실, 두려움 없는 시작'
  4. 닫힌 학교를 열린 공간으로…복합시설 확대 본격화
  5. 부처님 오신 날 앞 ‘형형색색 연등’

헤드라인 뉴스


[지선 D-20] 지방선거 본게임 카운트다운…선거운동은 21일부터

[지선 D-20] 지방선거 본게임 카운트다운…선거운동은 21일부터

6·3 지방선거와 국회의원 보궐선거 공식 선거운동이 21일부터 시작되면서 대전·충청 지역 선거 분위기도 본격 달아오를 전망이다. 중앙선거관리위원회에 따르면 후보자 등록은 14일부터 15일까지 이틀간 진행되며, 등록을 마친 후보들은 21일부터 선거 전날인 6월 2일까지 공식 선거운동을 할 수 있다. 그 전까지는 예비후보자 신분으로 제한된 범위 안에서만 선거운동이 가능하다. 공식 선거운동 기간이 시작되면 후보자들은 보다 적극적인 방식으로 유권자들을 만날 수 있게 된다. 우선 후보별 선거벽보가 지정 장소에 부착되고, 각 세대에는 후보자..

"세종 지적장애인 학대 부실 수사"… 경찰 1년만에 재수사 착수
"세종 지적장애인 학대 부실 수사"… 경찰 1년만에 재수사 착수

세종시 지적장애인거주시설에서 발생한 학대 사건과 관련해 경찰이 재수사에 들어갔다. 지난해 세종북부경찰서의 무혐의 처분에 대한 시민사회의 비판이 커지자, 비로소 수사과정의 문제점을 시인한 셈이다. 세종경찰청은 피해자 진술 조력인 참여 등 원칙적 절차 이행을 통해 철저한 원점 재수사를 예고했다. 13일 본보 취재 결과 세종경찰청 강력마약수사대는 지난 5월 6일부터 지적장애인거주시설 '해뜨는집' 학대 사건 재수사에 착수했다. 이번 학대 사건의 전말은 세종시 지적장애인거주시설 '해뜨는집'에 입소한 40대 지적장애의 몸에 멍이 발견되면서 알..

지방선거 앞두고 들끓는 행정통합 여론…대전시의회 민원 100배 폭증
지방선거 앞두고 들끓는 행정통합 여론…대전시의회 민원 100배 폭증

6·3 지방선거를 20여 일 앞두고 대전 시민들의 관심이 지방선거를 앞두고 '대전·충남 행정통합'에 집중되고 있는 것으로 나타났다. 대전시의회에 접수된 시민 민원 가운데 가장 많은 비중을 차지 하고 있는 데 따른 것이다. 개인의 생활에 직결된 사안이 아닌 지역 정체성과 지방정부 재편 이슈에 여론이 크게 반응하고 있는 것으로 주목된다. 12일 대전시의회에 따르면, 올해 1분기(1~3월) 접수된 민원은 총 1665건으로 집계됐다. 지난해 같은 기간 14건과 비교하면 1년 새 100배 넘게 폭증한 수치다. 특히 전체 민원 가운데 1621..

실시간 뉴스

지난 기획시리즈

  • 정치

  • 경제

  • 사회

  • 문화

  • 오피니언

  • 사람들

  • 기획연재

포토뉴스

  • 제9회 전국동시 지방선거 후보등록 준비 ‘분주’ 제9회 전국동시 지방선거 후보등록 준비 ‘분주’

  • 특성화고 일자리 매칭데이 특성화고 일자리 매칭데이

  • 부처님 오신 날 앞 ‘형형색색 연등’ 부처님 오신 날 앞 ‘형형색색 연등’

  • 제9회 전국동시 지방선거 선거인명부 작성 시작 제9회 전국동시 지방선거 선거인명부 작성 시작