[대학저널 신효송 기자] 성균관대학교(총장 정규상) 에너지과학과(DOES) 윤원섭 교수 연구팀이 1회 충전에 서울에서 부산까지(약 400km) 주행 가능한 고밀도 전지 개발의 시대를 열었다.

성균관대 연구팀은 다른 원소들이 소재의 구조 특성에 미치는 영향을 최대한 배제할 수 있도록 구성 원소들의 함량을 체계적으로 제어해 니켈(Ni) 원소의 함량에 따른 결정구조 특성 변화를 관찰하였다. 이를 통해 실제 니켈(Ni) 원소의 함량이 증가할수록 리튬 이온이 이동하는 통로(lithium ion channel)의 크기 증가와 리튬의 이동을 방해하는 양이온 무질서도(Cation disorder)의 감소현상을 파악하여 그간 어려움이 있던 고(高)에너지 소재 개발에 탄력을 줄 수 있게 됐다.

또한 층상구조 양극소재에서 특정 원소의 함량만으로도 리튬 이온 통로(lithium ion channel)의 크기를 조절(control)할 수 있다는 사실을 보여줌으로써 원자 수준(atomic level)에서의 고속 충-방전 소재를 디자인할 수 있는 새로운 가능성을 제공하고 있다.

더 나아가 본 연구에서는 층상구조에서 c축이 붕괴되더라도 실제 리튬 이온이 결정 구조 내에서 이동할 수 있는 환경을 유지한다는 사실을 발견함으로써, 전극 구조 내에 더 많은 에너지를 저장할 수 있는 길을 열었다.

에너지과학과 (DOES) 윤원섭 교수와 이원태 연구원이 수행한 본 연구는 소재과학(material sciences)분야의 세계적인 학술지인 '어드밴스드 에너지 머티리얼스 (Advanced Energy Materials, IF 16.72) 2월 6일자 표지로 선정됐다.

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