[이건 알고 주식 하자] 전기차 배터리의 미래, 실리콘 음극재 상용화 가능성은? (2차전지,배터리)

"상용화 가능한 실리콘 음극재 개발, UNIST 조재필 교수팀의 연구 성과!"

실리콘 음극재

Q: UNIST 조재필 교수팀이 제시한 실리콘 음극재 분석 프로토콜은 무엇인가요?

A: 울산과학기술원(UNIST) 에너지화학공학과 특훈교수 연구진은 상용화 전지에 사용될 수 있는 실리콘 음극 물질들의 특성과 문제점을 밝혀냈다고 29일에 발표하였습니다. 이는 이차전지 소재로서 가장 주목받는 실리콘 음극 물질들이 상용화 전지에 적용되기 위한 중요한 단계입니다.

Q: 실리콘 음극재의 문제점은 무엇인가요?

A: 충·방전 시 흑연 대비 5배 이상 부피가 팽창하고 수축하며 부서짐 현상이 발생하는 것이 큰 문제입니다. 이로 인해 전해액과의 분해 반응이 빨라져 배터리 수명이 단축되게 됩니다. 추가적으로, 입자 크기가 커질수록 효율 저하와 부서짐 현상이 더욱 가속화되어 수명이 급격히 줄어들며 가스가 발생한다는 것도 연구진에 의해 지적되었습니다.

 

실리콘 음극재

Q: 그렇다면, 어떻게 해결할 수 있을까요?

A: 연구진은 “실리콘 입자의 크기를 5나노미터(㎚) 이하로 줄여 전도성 탄소 입자에 균일하게 분산하는 기술”을 유일한 해결 방법으로 제시하였습니다. 이를 위해 연구진은 원료 물질들을 기체 상태로 탄소 복합입자에 증착하여 실리콘 입자크기를 1㎚ 이하로 줄이는 합성 기술을 개발하는데 성공하여 초기 효율을 90% 이상으로 높이고 수명을 크게 개선할 수 있는 것을 확인하였습니다.

Q: 이 연구 결과는 어디에 공개되었나요?

A: 이번 연구 결과는 에너지 분야의 권위 있는 학술지인 '네이처 에너지(Nature Energy)'에 리뷰 논문으로 28일에 공개되었습니다. 이 논문은 네이처 에너지 편집장의 초청으로 작성되었으며, 조재필 교수와 함께 성재경 경상국립대 금속재료공학전공 교수가 공동 교신저자로 참여하였습니다.

실리콘 음극재

Q: 이 연구가 의미하는 바는 무엇인가요?

A: 이 연구는 실리콘 음극재의 상용화 가능성을 판단하는 중요한 척도를 제시하였습니다. 현재 전문 학술지에서 보고되고 있는 실리콘 음극재의 평가 방법이 한정되어 있어 상용화 가능성 등을 판단하기 어려운 상황에서, 이번 연구를 통해 실리콘 음극재에 대한 개발이 더욱 활발하게 이루어질 것으로 기대됩니다.

조 교수는 "이번 논문을 통해 상용화에 적용할 수 있는 실리콘 음극재에 대한 개발이 더욱더 활발하게 이루어질 것"이라고 밝혔습니다. 이런 발전은 전기자동차와 같은 고효율 배터리 기술 발전에 크게 기여할 것으로 예상됩니다.