[대학저널 이선용 기자] 국립공주대학교 기계자동차공학과 이동경(사진) 교수 연구팀이 나노초 레이저를 이용해 아연금속전극에 3차원 미세 홀 구조를 형성하고, 수계 아연전지의 덴드라이트 성장을 억제하는 연구성과를 JCR상위 9.6% SCI(E) 국제학술지에 게재했다.

이동경교수는 “Geometry-Regulated Electrode-Wide Nucleation Patterns in Aqueous Zinc Anodes”라는 제목으로 Advanced Science(출판사: Wiley-VCH, ISSN: 2198-3844)에 게재됐다.

연구팀은 상용 아연 포일에 주기적인 미세 홀을 레이저 가공하고, 홀 가장자리에서 아연이 우선 석출되는 현상을 이용해 HOR을 핵생성 밀도 제어 인자로 정의했다. HOR 9% 조건(L9)은 성긴 핵생성에 따른 국부 성장과 과도한 핵생성에 따른 응집을 균형 있게 억제해 전극 전반에 균일한 아연 석출을 유도했다. 그 결과 대칭전지에서 0.5 mA/cm² 조건으로 3400시간 이상 안정적인 구동을 확보했으며, Zn 사전삽입 NH₄V₄O₁₀ 양극과 조합한 전전지에서도 2 A/g에서 1000회 안정적인 충·방전 성능을 구현했다.

이동경 교수는 “이번 연구는 별도의 친아연성 코팅이나 이종 소재를 추가하지 않고 레이저 미세구조의 기하학만으로 아연의 핵생성과 성장을 제어했다는 데 의미가 있다”며 “향후 대면적·고속 레이저 패터닝과 연계하면 수계 아연전지뿐 아니라 다양한 금속전지의 덴드라이트 억제 및 장수명 전극 제조기술로 확장할 수 있을 것으로 기대한다”고 말했다.

 

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