조재필 UNIST 교수팀 연구결과 국제 저명학술지 게재

국내 연구진이 전기자동차를 1분 만에 충전할 수 있는 기술 개발에 성공했다.

이 기술은 기존의 리튬 이차전지 기술에 비해 충전 시간을 1/30~1/120 가량으로 단축시키고, 6초 만에 50%의 전지 용량을 사용할 수 있는 전극소재 원천기술이다. 전기자동차용 이차전지에도 적용 가능해 주목받고 있다.

울산과학기술대(UNIST)는 조재필 친환경에너지공학부 교수(45·사진) 연구팀이 이 같은 내용의 논문을 화학 분야 국제적 권위지 <앙게반테 케미 국제판>(Angewandte Chemie International Edition)에 발표했다고 14일 밝혔다.

교육과학기술부의 '신기술융합형 성장동력사업' 지원을 받은 이 연구 결과는 이차전지 소재 분야의 파급효과를 인정받아 학술지 '핫 페이퍼'(HOT PAPER)로 선정되는 영예도 안았다.

조 교수팀이 개발한 신기술은 리튬 이차전지의 출력과 용량을 획기적으로 높인 새로운 양극소재 합성법이다.

일반적으로 이차전지용 전극소재는 분말 형태를 띤다. 이 분말 입자의 크기를 줄여 충전·방전 속도를 빠르게 할 수 있지만, 이는 전극의 밀도를 떨어트려 전지 용량이 줄어드는 단점이 있다.

반면 조 교수팀은 높은 밀도를 유지하며 충전·방전 속도도 빠르게 하는 두 마리 토끼를 잡았다.

연구팀은 먼저 유기용매를 첨가해 고온·고압에서 물질을 합성하는 방법으로 20나노 크기의 1차 미세 입자를 낮은 온도에서 단시간에 제조했다. 이어 분산과 재응집 과정을 거쳐 적절한 크기의 2차 입자를 만들어냈다. 이를 열처리해 분말의 밀도를 높이며 빠른 충전·방전까지 가능한 양극소재 합성법을 개발해냈다.

이 기술을 이용하면 기존 나노소재의 1.4배의 전극 밀도를 유지하면서도 양극소재를 화학적으로 손쉽게 합성할 수 있다. 충전시간을 획기적으로 단축시키는 동시에 짧은 시간에 50%의 전지 용량을 사용할 수 있도록 한 기술이다.

조 교수는 "리튬이온 이차전지의 충전·방전 속도를 확 줄인 연구 결과" 라며 "이 방법을 다양한 물질에 적용, 이차전지 전극물질 제조에 도입하면 1분 안에 완전 충전할 수 있는 전기자동차용 이차전지 개발이 가능할 것" 이라고 설명했다.

한경닷컴 김봉구 기자 kbk9@hankyung.com

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