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. 중수청 모집 전부터 술렁이는 수사 현장… "베테랑 빠지면 민생수사 어쩌나"
  2. 선도지구 핵심 정보 비공개… 대전시 "과열 방지" vs 신청 구역 "불투명 행정"
  3. 제14대 허태정 대전시장 취임식 준비 분주
  4. 조상호 세종시장 7월 1일 취임… 비서·참모 라인 윤곽
  5. [기고] 세종시 '국가산업단지' 미래, 이제 시작
  1. 충청권 거점대 글로컬 통합모델 나란히 D등급… 구성원 설득 과제로
  2. 'T1 vs 한화' MSI2026 결승전 대전에서 성사될까! 페이커 우승컵 가능성은?
  3. [조상호 세종시장 당선자 공약 돋보기] "인구 2배 목표" 교통·복지·민생경제도 손 봐야
  4. 과학분야 연구개발 지역 주권시대…연간 투자규모와 방향 지방정부에
  5. 새로운 대전교육 오석진 號 출항 …교권회복·교육복지 실행력 관건

헤드라인 뉴스


닻 올린 민주당 지방권력… 대전 정치지형 변화 `주목`

닻 올린 민주당 지방권력… 대전 정치지형 변화 '주목'

민선 9기 허태정 대전시정을 비롯한 대전시의회와 5개 기초지자체, 구의회가 새로 문을 여는 등 앞으로 대전의 정치지형 변화에 관심이 쏠린다. 더불어민주당이 지방권력을 독차지하면서 곳곳에서 여야 간 충돌이 예상되는 가운데 다가오는 22대 총선을 앞두곤 민주당과 국민의힘 모두 내부 주도권 경쟁이 벌어질 가능성이 높아 보인다. 올 하반기가 시작되는 1일 민주당 중심의 새로운 행정·정치권력이 일제히 닻을 올렸다. 민선 9기 허태정호(號)를 비롯해 5개 구청장과 제10대 대전시의회, 5개 자치구의회도 새 임기에 들어갔다. 권력 지형은 민주당..

한국 月수출 1000억불 새역사… 대전·세종·충남도 힘 보탰다
한국 月수출 1000억불 새역사… 대전·세종·충남도 힘 보탰다

우라나라의 수출이 사상 처음으로 월간 1000억 달러를 넘기며 새로운 역사를 썼다. 월 무역수지 흑자도 처음으로 300억 달러를 넘어섰다. 대전·세종·충남지역에서도 수출 증가세를 이어가며 수출 호조에 힘을 보탰다. 산업통상부가 1일 발표한 '6월 수출입 동향'에 따르면, 지난달 한국 수출액은 전년 동월 대비 70.9% 증가한 1022억 5000만 달러로 집계됐다. 역대 최대치였던 5월 877억 5000만 달러를 한 달 만에 넘어선 것으로, 월간 수출액이 1000억 달러를 넘어선 것은 이번이 처음이다. 이로써 한국은 독일, 중국, 미..

충남 천안 성정지구·성황동·예산 산성지구, 국토부 도시재생사업 대상 선정
충남 천안 성정지구·성황동·예산 산성지구, 국토부 도시재생사업 대상 선정

충남 천안시의 성정지구와 성황동, 예산군 산성지구 3곳이 국토교통부 주관 '도시재생사업' 대상지에 선정됐다. 1일 충남도에 따르면 국토부 도시재생특별위원회는 최근 심의를 거쳐 노후주거지정비 지원사업 대상지로 천안시 성정지구와 예산군 산성지구를 선정했으며, 인정사업 대상지로 천안시 성황동을 선정했다. 도는 이번 공모 선정을 통해 총사업비 697억 원 중 국비 308억 원을 확보했으며, 내년부터 원도심 활성화와 지역 경제 활력을 위한 본격적인 마중물 사업에 착수할 예정이다. 천안시 성정지구에는 총사업비 257억여 원을 투입해 ▲도시계획..

실시간 뉴스

지난 기획시리즈

  • 정치

  • 경제

  • 사회

  • 문화

  • 오피니언

  • 사람들

  • 기획연재

포토뉴스

  • 본격적인 장마철의 시작 본격적인 장마철의 시작

  • 제14대 허태정 대전시장 취임 제14대 허태정 대전시장 취임

  • 여름철 수상안전사고 예방을 위한 생존수영 여름철 수상안전사고 예방을 위한 생존수영

  • 제14대 허태정 대전시장 취임식 준비 분주 제14대 허태정 대전시장 취임식 준비 분주