“배터리 온도 80℃ 넘으면” 색깔이 저절로…전기차 화재 원천 봉쇄 작성일 09-24 55 목록 <div id="layerTranslateNotice" style="display:none;"></div> <strong class="summary_view" data-translation="true">- GIST-KAIST, ‘나노광학 온도 시각화 센서’ 개발</strong> <div class="article_view" data-translation-body="true" data-tiara-layer="article_body" data-tiara-action-name="본문이미지확대_클릭"> <section dmcf-sid="qzdIYhCnH5"> <figure class="figure_frm origin_fig" contents-hash="11fc1db2545ebaf0ba612757339afe6b3e46e016ee7328865e6c39d65e06c049" dmcf-pid="BqJCGlhLHZ" dmcf-ptype="figure"> <p class="link_figure"><img alt="배터리 표면 온도 분포 시각화 모식도.[GIST 제공]" class="thumb_g_article" data-org-src="https://t1.daumcdn.net/news/202509/24/ned/20250924094851809vzys.jpg" data-org-width="1280" dmcf-mid="QeboDag2G8" dmcf-mtype="image" height="auto" src="https://img4.daumcdn.net/thumb/R658x0.q70/?fname=https://t1.daumcdn.net/news/202509/24/ned/20250924094851809vzys.jpg" width="658"></p> <figcaption class="txt_caption default_figure"> 배터리 표면 온도 분포 시각화 모식도.[GIST 제공] </figcaption> </figure> <p contents-hash="4075da19b1cf9ff1a8ac5e02627a0b915886c596eaa5d09b2c0c88d2034a1fce" dmcf-pid="bBihHSloYX" dmcf-ptype="general">[헤럴드경제=구본혁 기자] 전기차 배터리 화재 위험을 사전에 감지할 수 있는 기술이 국내 연구진에 의해 개발됐다.</p> <p contents-hash="094670ec4a079a9507c222d08f24782196cc49b69c81dce4337d6e37b1f154b1" dmcf-pid="KbnlXvSgGH" dmcf-ptype="general">광주과학기술원(GIST)은 전기전자컴퓨터공학과 정현호 교수와 KAIST 전기 및 전자공학부 송영민 교수 공동 연구팀이 배터리 내부 온도가 위험 수준에 도달하기 전인 80도 이하에서 열폭주 위험을 실시간으로 감지하고 사용자에게 직관적으로 경고할 수 있는 나노광학 온도센서를 개발했다.</p> <p contents-hash="5c3975dbffd63103074dbbd2fd674375f0e8e8179971ecd4c3e799f485536254" dmcf-pid="9KLSZTvaYG" dmcf-ptype="general">배터리는 전기차, 웨어러블 디바이스, 도심항공모빌리티(UAM) 등 첨단 기술의 에너지 원으로 필수적이지만, 열폭주로 인한 화재·폭발 사고가 잇따르며 안전 문제가 대두되고 있다.</p> <p contents-hash="028590c57906888d9a830e67865716fd7dd82496a87f476d559fcb446d2daf9a" dmcf-pid="2stPnxQ01Y" dmcf-ptype="general">특히 배터리 내부 온도가 80도를 넘으면 전해질, 분리막 등 내부 주요 구성 요소가 손상되기 시작하고, 1분 이내에 500도 이상으로 급격히 온도가 치솟을 수 있어, 온도를 조기에 감지하고 위험을 사전에 경고할 수 있는 기술 개발이 시급하다.</p> <p contents-hash="131fe2caeb876f16df3ad4de2d7311e9418ff323ec605425118f0bc8ef08c636" dmcf-pid="VOFQLMxptW" dmcf-ptype="general">연구팀은 1960년대 보고된 단원소 물질인 ‘텔루륨(tellurium)’의 특이한 광변조 특성에 주목해 10 나노미터(nm) 두께의 텔루륨 초박막(ultrathin film)을 활용한 열변색 나노광소자를 개발했다.</p> <p contents-hash="4d05f446772e285c526efc2ab60a67e7f67b78151f78b1b7cf487b9e57c7966f" dmcf-pid="fI3xoRMUGy" dmcf-ptype="general">연구xla은 알루미늄 기반 배터리 표면 위에 10 나노미터(nm) 두께의 매우 얇은 텔루륨층(Te)을 증착하고, 그 위에 수십 나노미터 두께의 유리(SiO2) 보호층을 적층하여 온도에 따라 반사색이 변하는 가이레스-토어노이스 공진기(Gires-Tournois resonator)를 제작했다.</p> <p contents-hash="7c64765cb22807c0ac4ad5065493ac423e0ac776a02f4f7b00fa1ea7d0f08caf" dmcf-pid="4C0MgeRuHT" dmcf-ptype="general">이 공진기는 80도 이하의 비교적 낮은 온도에서도 텔루륨의 고체-준액체 상변화에 의한 광특성 변화를 극대화하며, 유리 보호층을 통해 외부 환경으로부터 텔루륨의 손상을 방지하여 안정성을 확보하도록 설계됐다.</p> <p contents-hash="0c6f82eb0e56376386a5c1c532c54f7c5b38be990bf3ad5d3bc62e86579f9a75" dmcf-pid="8hpRade7Gv" dmcf-ptype="general">또한 복잡한 회로나 별도의 외부 전원 없이 작동하며, 특정 온도에 도달하면 색이 변했다가 다시 상온으로 냉각되면 원래 색으로 되돌아가는 가역적(reversible) 특성을 갖고 있다.</p> <p contents-hash="849cda3fbc543558a06ad8ee2096d8200955f055c98d84b06c5996cb130aad8d" dmcf-pid="6lUeNJdzXS" dmcf-ptype="general">제작된 나노광소자는 상온(25도)부터 80℃까지 온도 변화를 색깔로 정밀하게 구분할 수 있으며, 상용 열전대와 유사한 수준의 온도 감지 성능을 보인다. 나아가 17 밀리초(ms) 단위의 빠른 동영상 프레임 간격으로 배터리 표면의 온도 분포와 열 확산 과정을 실시간으로 시각화한다.</p> <figure class="figure_frm origin_fig" contents-hash="57f63f915d6c8d38badc858a6597044e32e989f0ed0cc522ecfc5ccf9ac854fb" dmcf-pid="PSudjiJqGl" dmcf-ptype="figure"> <p class="link_figure"><img alt="이번 연구를 수행한 GIST-KAIST 공동 연구진. 송영민(앞줄 왼쪽부터) KAIST 전기 및 전자공학부 교수, GIST 전기전자컴퓨터공학과 정현호 교수, 김주환(뒷줄 좌측부터)·김현민·이주형 연구원.[GIST 제공]" class="thumb_g_article" data-org-src="https://t1.daumcdn.net/news/202509/24/ned/20250924094852053smpy.jpg" data-org-width="1280" dmcf-mid="y0huVz7v5f" dmcf-mtype="image" height="auto" src="https://img3.daumcdn.net/thumb/R658x0.q70/?fname=https://t1.daumcdn.net/news/202509/24/ned/20250924094852053smpy.jpg" width="658"></p> <figcaption class="txt_caption default_figure"> 이번 연구를 수행한 GIST-KAIST 공동 연구진. 송영민(앞줄 왼쪽부터) KAIST 전기 및 전자공학부 교수, GIST 전기전자컴퓨터공학과 정현호 교수, 김주환(뒷줄 좌측부터)·김현민·이주형 연구원.[GIST 제공] </figcaption> </figure> <p contents-hash="b57c74aeeb8dd0a68ab19a4e999f7f5e62baaea55ccc0988aec0b4577b6aabce" dmcf-pid="Qv7JAniBGh" dmcf-ptype="general">연구팀은 개발한 나노광소자를 상용 18650 배터리와 스마트폰에 적용해 충전 및 방전 시 발생하는 발열을 실시간으로 모니터링하는 데 성공하며 기술의 실제 활용 가능성을 입증했다.</p> <p contents-hash="6eb235fee09203dfc585db4d6af6dc5bcfd6808e37b0961baf09facaf1d40a03" dmcf-pid="xTzicLnbYC" dmcf-ptype="general">이 광소자는 배터리 셀 위에 직접 증착하거나 간단히 테이프로 부착할 수 있어 산업 현장에 손쉽게 도입할 수 있으며, 별도의 전문 장비나 분석가의 도움 없이도 스마트폰이나 디지털 카메라만으로 누구나 배터리 온도 상태를 쉽게 확인할 수 있어 상용화 가능성이 매우 높다.</p> <p contents-hash="ae57b52fcd17748e5cfb2fe60ae9588cadbec80e67e35c9a9413f500bea7ae16" dmcf-pid="yQEZu15r1I" dmcf-ptype="general">정현호 교수는 “텔루륨의 광변조 특성을 나노포토닉스 기술과 결합해 배터리 폭발 위험을 조기에 경고할 수 있는 원천기술을 확보했다”며 “향후 전기차, 항공, 우주, 소방, 웨어러블 기기 등 다양한 분야에서 활용될 전망”이라고 설명했다.</p> <p contents-hash="8010a0e821d9353b7209e0a83739cb44b52e8d086af240918a3d255babcd20c7" dmcf-pid="WEHVR4f55O" dmcf-ptype="general">송영민 교수는 “최근 국내외에서 배터리 화재 사고가 잇따르면서 안전성 확보가 중요해졌다”며 “이번 기술이 차세대 배터리 안전을 위한 새로운 패러다임을 제시하고 사회 문제 해결에 기여할 것으로 기대한다”고 말했다.</p> <p contents-hash="7e2530c123ed9025240b5084960ca741a9bb9f0053311078e04483bd2e53fc48" dmcf-pid="YDXfe841Gs" dmcf-ptype="general">이번 연구결과는 재료 분야 국제학술지 ‘어드밴스드 머티리얼즈’에 게재됐다.</p> </section> </div> <p class="" data-translation="true">Copyright © 헤럴드경제. 무단전재 및 재배포 금지.</p> 관련자료 이전 마이크론 "HBM4 속도 안 밀린다"...삼성·하이닉스 '술렁' 09-24 다음 "지난해보다 큰 규모" 네이버웹툰, 美 뉴욕 코믹콘 참가⋯김준구 대표도 지원사격 09-24 댓글 0 등록된 댓글이 없습니다. 로그인한 회원만 댓글 등록이 가능합니다.
