KAIST, 에너지 저장 및 하중지지 동시 가능한 구조배터리 개발 작성일 11-19 158 목록 <div id="layerTranslateNotice" style="display:none;"></div> <div class="article_view" data-translation-body="true" data-tiara-layer="article_body" data-tiara-action-name="본문이미지확대_클릭"> <section dmcf-sid="0ca5dHEQ6Q"> <figure class="figure_frm origin_fig" dmcf-pid="pJMSfCnb8P" dmcf-ptype="figure"> <p class="link_figure"><img alt="관련 표지 논문(Supplementary) 이미지" class="thumb_g_article" data-org-src="https://t1.daumcdn.net/news/202411/19/etimesi/20241119095305922klhb.jpg" data-org-width="527" dmcf-mid="Fo6Ph41mPM" dmcf-mtype="image" height="auto" src="https://img3.daumcdn.net/thumb/R658x0.q70/?fname=https://t1.daumcdn.net/news/202411/19/etimesi/20241119095305922klhb.jpg" width="658"></p> <figcaption class="txt_caption default_figure"> 관련 표지 논문(Supplementary) 이미지 </figcaption> </figure> <p dmcf-pid="UqUg5nbY46" dmcf-ptype="general">친환경 에너지 기반 자동차, 모빌리티, 항공우주 산업군 등에 활용되는 구조배터리는 높은 에너지 밀도로 에너지 저장 및 하중 지지 두 기능을 동시에 충족해야 한다.</p> <p dmcf-pid="uHy8IVZwP8" dmcf-ptype="general">기존에는 두 가지 기능을 동시에 향상시키기 어려웠는데, 한국과학기술원(KAIST) 연구진이 이를 해결하는 기술 개발에 성공했다.</p> <p dmcf-pid="72Bc0Nf584" dmcf-ptype="general">KAIST는 김성수 기계공학과 교수팀이 하중 지지가 가능하고 화재 위험이 없는데다 얇고 균일한 고밀도 '다기능 탄소섬유 복합재료 구조 배터리'를 개발했다고 19일 밝혔다.</p> <p dmcf-pid="zzpoZiBW8f" dmcf-ptype="general">초기 구조 배터리는 상용 리튬이온전지를 적층형 복합재료에 삽입한 형태로, 기계·전기화학적 성능 통합 정도가 낮다. 소재 가공, 조립 및 설계 최적화가 어려워 상용화도 어려웠다.</p> <p dmcf-pid="qPfmqDxpPV" dmcf-ptype="general">연구팀은 기존 복합재료 설계에 중요한 계면·경화 특성을 중심으로, 구조전지 다기능성을 최대화할 수 있는 고밀도 다기능 탄소섬유 복합재료 구조 배터리를 개발하기 위한 체계적인 방식을 연구했다.</p> <p dmcf-pid="BgiYQTNf62" dmcf-ptype="general">연구팀은 이번 연구로 기계적 물성이 높은 에폭시 수지와 이온성 액체·탄산염 전해질 기반 고체 폴리머 전해질이 단단해지는 경화 메커니즘을 분석했다. 이를 통해 적절한 온도·압력 조건을 제어해 경화 공정을 최적화했다.<br></p> <figure class="figure_frm origin_fig" dmcf-pid="bzpoZiBWP9" dmcf-ptype="figure"> <p class="link_figure"><img alt="김성수 교수(왼쪽), 모하마드 라자 석사" class="thumb_g_article" data-org-src="https://t1.daumcdn.net/news/202411/19/etimesi/20241119095307235rohy.jpg" data-org-width="700" dmcf-mid="3LRv4hLKPx" dmcf-mtype="image" height="auto" src="https://img1.daumcdn.net/thumb/R658x0.q70/?fname=https://t1.daumcdn.net/news/202411/19/etimesi/20241119095307235rohy.jpg" width="658"></p> <figcaption class="txt_caption default_figure"> 김성수 교수(왼쪽), 모하마드 라자 석사 </figcaption> </figure> <p dmcf-pid="KBua1LKG4K" dmcf-ptype="general">또 개발된 구조 배터리는 진공 분위기에서 복합재료를 압축 성형해 구조배터리 내에서 전극·집전체 역할을 담당하는 탄소섬유 부피 비율을 기존 탄소섬유를 활용한 배터리 대비 약 160% 이상 향상시켰다.</p> <p dmcf-pid="92Bc0Nf5Qb" dmcf-ptype="general">전극과 전해질과의 접촉면이 획기적으로 증가함으로써 전기화학적 성능을 개선된 고밀도 구조 배터리를 제작할 수 있었다. 경화 공정 중 구조배터리 내부에 발생할 수 있는 기포를 효과적으로 제어해 구조 배터리 기계적 물성을 동시에 향상시킬 수 있었다.</p> <p dmcf-pid="2wc3L1mePB" dmcf-ptype="general">김성수 교수는 “고강성 초박형 구조 배터리 핵심 소재인 고체 폴리머 전해질을 소재 및 구조적 관점에서 설계하는 프레임워크를 제시했다”며 “이런 소재 기반 구조배터리를 자동차, 드론, 항공기, 로봇 등의 구조체 내부에 삽입해 한번 충전으로 작동시간을 획기적으로 늘릴 수 있는 차세대 다기능 에너지 저장 애플리케이션 개발에 일조하는 기반 기술이 될 것”이라고 설명했다.</p> <p dmcf-pid="VsDUa3Ii8q" dmcf-ptype="general">모하마드 라자 석사가 제1 저자로 참여한 이번 연구는 'ACS 어플라이드 머터리얼즈&인터페이시스에 10일 자로 게재됐다.</p> <p dmcf-pid="fzpoZiBW6z" dmcf-ptype="general">이번 연구는 한국연구재단 중견연구사업 및 국가반도체연구실개발사업 지원으로 수행됐다.</p> <p dmcf-pid="4hsqcuSgP7" dmcf-ptype="general">김영준 기자 kyj85@etnews.com</p> </section> </div> <p class="" data-translation="true">Copyright © 전자신문. 무단전재 및 재배포 금지.</p> 관련자료 이전 스포츠윤리센터, 인권 증진 위한 체육계 현장 목소리 듣는다 11-19 다음 배민-나비얌, 결식 우려 아동 식사 지원한다 11-19 댓글 0 등록된 댓글이 없습니다. 로그인한 회원만 댓글 등록이 가능합니다.
