연속된 충·방전에도 안정적인 성능 유지 가능하고 간단한 공정으로 대량생산에 용이

열처리기술을 활용해 보다 오래 사용이 가능한 2차 전지를 대량으로 만들어낼 수 있는 핵심 소재가 개발됐다.

진형준 고분자공학과 교수가 이끄는 연구팀이 대량생산이 가능한 고출력 고용량 에너지 저장용 전극소재를 개발했다.

진 교수 팀이 개발한 소재는 고분자 소재를 열처리해 만든 탄소물질인 파이로폴리머 일종으로, 구동되는 전압 범위가 넓어 이온저장용량과 에너지 밀도가 높다.

이는 현재 흔히 쓰이고 있는 2차 전지인 리튬이온전지가 가지고 있는 에너지 출력 특성을 뛰어 넘는 소재다.

특히 공정이 손쉽고 단순한 열처리 과정을 거치면 저렴한 전구체 물질로도 제조할 수 있어 대량생산이 가능하다.

또 수 천회 이상 연속된 충·방전을 거친 뒤에도 성능이 안정적으로 유지된다는 장점을 지녔다. 리튬이온전지보다 전지 사용 수명도 앞설 것으로 보고 있다.

이와 같은 내용의 연구 결과가 담긴 논문 ‘Amphicharge-Storable Pyropolymers Containing Multitiered Nanopores’는 세계적인 재료공학 학술지 ‘Advanced Energy Materials’ 6월 온라인판에 게재됐다.

진 교수 팀의 연구는 윤영수(2013년 인하대 고분자공학 박사 졸업) 강원대 화학공학과 교수, 최형진 인하대 고분자공학과 교수 연구팀과 한국기초과학지원연구원 이상문, 홍원기, 김해진 박사 등과 공동으로 진행했다.

특히 윤영수 교수는 진 교수 연구팀과 공동연구를 수행하며 최근 1년 간 SCI급 논문 20편 이상을 출판하는 등 이번 연구 결과를 이끌어내는 데 중요한 역할을 맡았다.

진형준 교수는 “‘레독스흐름전지기술 개발’이 인하대 WCSL(World Class Smart Lap) 사업으로 선정된 것과 더불어 슈퍼커패시터와 하이브리드 커패시터, 리튬·나트륨이온전지 등 다양한 에너지저장기기 전극 소재로 활용할 수 있는 물질을 연구하고 있다”며 “가까운 미래에 더욱 진보된 소재를 개발할 수 있을 것으로 기대한다”고 말했다.