[대학저널 임지연 기자] 부경대학교(총장 김영섭) 고민성 금속공학과 교수가 울산과학기술원(UNIST) 조재필‧김성엽 교수팀과 공동으로 이차전지의 음극소재인 실리콘의 부피 팽창을 수용할 수 있는 탄소지지체를 디자인하는 데 성공했다. 연구결과는 ‘네이처’ 자매지 ‘네이처 커뮤니케이션즈’ 온라인판에 게재됐다.
고민성 교수는 이번 연구에서 탄소지지체가 갖는 50 nm(1nm=10억 분의 1미터)를 초과하는 마크로기공을 자유롭게 조절할 수 있는 기술을 개발하고, 자체 개발한 균질코팅 합성법을 이용해 실리콘을 복합화하는 방식으로 실리콘의 부피 팽창을 수용하는 데 성공했다.
이 탄소지지체를 이차전지에 적용한 뒤 두께 측정 시스템으로 실리콘의 부피 팽창을 측정한 결과, 탄소지지체의 기공들이 충전과정에서 실리콘의 부피 팽창을 수용, 높은 용량을 가지는 실리콘이 팽창 두께는 흑연과 유사한 것으로 나타났다.
고 교수는 “이번 연구로 전지의 성능과 안정성을 동시에 높이는 원천 기술을 확보, 700km 이상의 주행거리를 갖는 전기자동차 개발을 한층 앞당길 수 있을 것으로 기대한다”며 “기공 크기를 제어한 탄소지지체의 제조는 매우 간단한 공정으로 대량 합성이 가능하기 때문에 전기자동차는 물론 중대형 에너지 저장장치 등에도 다양하게 활용할 수 있다”고 말했다.
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