[기계신문] 한국과학기술연구원(KIST)은 24일(수) KIST 서울 본원에서 우수한 연구업적을 달성한 연구자에게 10월 ‘이달의 KIST인상’을 수여했다고 밝혔다.
KIST 에너지저장연구단 조원일 박사, 김문석 연구원 연구팀은 현재 스마트폰이나 노트북에 쓰이는 리튬이온전지에 비해 2배 이상 용량을 갖는 차세대 리튬금속-이온전지를 개발했다.
이번 연구결과는 미국 코넬대 린든 아처 교수팀과의 공동연구를 통해 리튬이온전지의 에너지 밀도를 2배 이상 상회하고, 1,200회 이상 충·방전 해도 초기 대비 80%이상의 성능을 유지하여 상용화 가능성을 높인 리튬금속-이온전지이다.
지금의 리튬이온전지는 에너지밀도가 낮기 때문에 드론 등 무인이동체를 장시간 운용하기에 한계가 있다. 이를 극복하기 위해 리튬이온전지의 흑연 음극을 리튬금속으로 대체한 리튬금속이온전지가 주목받고 있지만, 금속표면에서 덴드라이트 현상이 발생하여 전지의 폭발을 유발하거나 수명을 단축시키는 문제가 있었다.
연구팀은 이러한 덴드라이트 현상을 억제하기 위하여 그래핀계 나노소재를 효과적으로 리튬금속 표면에 고르게 전사함으로써 ‘랭뮤어-블라젯 인조 고체-전해질 계면상’이라 부르는 인조 보호막과, 양자역학계산을 활용한 매커니즘 규명 및 최적의 전해질 배합을 개발했다.
조원일 박사, 김문석 연구원 연구팀이 개발한 리튬금속 표면에 인조보호막과 전해질 배합을 적용한 차세대 전지에 관한 원천기술은 괄목할 만한 성과로 인정받아 에너지 분야 국제 학술지 ‘Nature energy’ 10월호에 게재되었으며, 이러한 공적을 인정받아 이달의 KIST인상에 최종 선정되었다.