효율 좋은 항공우주산업용 배터리 기술 개발 작성일 11-19 183 목록 <div id="layerTranslateNotice" style="display:none;"></div> <strong class="summary_view" data-translation="true">KAIST</strong> <div class="article_view" data-translation-body="true" data-tiara-layer="article_body" data-tiara-action-name="본문이미지확대_클릭"> <section dmcf-sid="qDEsn3IiYr"> <figure class="figure_frm origin_fig" dmcf-pid="BOslN7vaXw" dmcf-ptype="figure"> <p class="link_figure"><img alt="(왼쪽부터) 배상윤 KAIST 기계공학과 박사과정생, 김성수 교수, 임수현 박사과정생. KAIST 제공." class="thumb_g_article" data-org-src="https://t1.daumcdn.net/news/202411/19/dongascience/20241119141622130igsm.jpg" data-org-width="680" dmcf-mid="zVakMXDxHm" dmcf-mtype="image" height="auto" src="https://img3.daumcdn.net/thumb/R658x0.q70/?fname=https://t1.daumcdn.net/news/202411/19/dongascience/20241119141622130igsm.jpg" width="658"></p> <figcaption class="txt_caption default_figure"> (왼쪽부터) 배상윤 KAIST 기계공학과 박사과정생, 김성수 교수, 임수현 박사과정생. KAIST 제공. </figcaption> </figure> <p dmcf-pid="bIOSjzTN5D" dmcf-ptype="general">친환경 에너지 기반 모빌리티, 항공우주 산업군 등에 활용되는 ‘구조 배터리’는 에너지 밀도가 높아야 하고 하중을 지지하는 성능도 좋아야 한다. 에너지 밀도와 하중 지지 성능이 상충하는 구조 배터리의 문제를 해결하는 기술이 개발됐다. </p> <p dmcf-pid="KCIvAqyjXE" dmcf-ptype="general">KAIST는 김성수 기계공학과 교수 연구팀이 하중 지지가 가능하면서 화재 위험이 없고 얇고 균일한 고밀도 다기능 탄소섬유 복합재료 구조 배터리를 개발했다고 19일 밝혔다. 다기능 복합재료 구조 배터리는 복합재료를 구성하는 각 소재가 하중 지지 구조체 역할과 에너지 저장 역할을 동시에 수행할 수 있는 배터리다. </p> <p dmcf-pid="9OslN7vaZk" dmcf-ptype="general">기존 구조 배터리는 상용 리튬이온전지를 적층형 복합재료에 삽입한 형태였다. 기계적·전기화학적 성능 통합도가 낮아 소재 가공, 조립 및 설계 최적화에 어려움이 있었다.</p> <p dmcf-pid="2IOSjzTNXc" dmcf-ptype="general">이를 해결하기 위해 연구팀은 기존 복합재료 설계에서 중요한 계면 및 경화 특성을 중심으로 구조전지의 다기능성을 최대화할 수 있는 고밀도 다기능 탄소섬유 복합재료 구조 배터리 개발에 나섰다. </p> <p dmcf-pid="VvSYD9HEHA" dmcf-ptype="general">연구팀은 기계적 물성이 높은 에폭시 수지와 이온성 액체·탄산염 전해질 기반 고체 폴리머 전해질이 단단해지는 경화 메커니즘을 분석하고 이를 통해 적절한 온도와 압력 조건을 제어해 경화 공정을 최적화했다. </p> <p dmcf-pid="fTvGw2XD5j" dmcf-ptype="general">개발된 구조 배터리는 배터리 내에서 전극과 집전체 역할을 하는 탄소섬유 부피 비율이 기존 탄소섬유 활용 배터리 대비 160% 이상 향상됐다. 전극과 전해질 접촉면이 획기적으로 증가해 전기화학적 성능이 개선된 고밀도 구조 배터리를 제작한 것이다. 경화 공정 중 구조 배터리 내부에 발생할 수 있는 기포를 제어해 구조 배터리의 기계적 물성도 향상시켰다.</p> <p dmcf-pid="4yTHrVZw5N" dmcf-ptype="general">김 교수는 “고강성 초박형 구조 배터리의 핵심 소재인 고체 폴리머 전해질을 소재 및 구조 관점에서 설계하는 프레임워크를 제시했다”며 “한번 충전으로 작동시간을 획기적으로 늘릴 수 있는 차세대 다기능 에너지 저장 어플리케이션 개발에 일조하는 기반 기술이 될 것”이라고 말했다. 연구 결과는 국제학술지 ‘서플리멘트리 커버’표지 논문으로 선정됐다. </p> <p dmcf-pid="8iJg4TNfYa" dmcf-ptype="general"><참고 자료><br> doi.org/10.1021/acsami.4c08698</p> <p dmcf-pid="6nia8yj4Gg" dmcf-ptype="general">[문세영 기자 moon09@donga.com]</p> </section> </div> <p class="" data-translation="true">Copyright © 동아사이언스. 무단전재 및 재배포 금지.</p> 관련자료 이전 [이슈플러스] AI G3 마중물 세액공제…투자활성화 '골든타임' 잡아야 11-19 다음 카카오 임원 9명, 자사주 4억5000만원 어치 샀다 11-19 댓글 0 등록된 댓글이 없습니다. 로그인한 회원만 댓글 등록이 가능합니다.
