전분·기름으로 전기차 배터리를?‥주행거리 대폭 증가_산업뉴스[산업방송 채널i]

[리포트] 옥수수전분과 물을 섞은 하얀색 액체에 실리콘과 기름을 결합한 물질을 투입합니다. 물과 기름 성분을 혼합하기 위해 계면활성제를 넣은 후 가열합니다. 이런 방식을 통해 유기화합물이 탄소화가 이뤄지면 리튬이온전지의 음극재로 쓸 수 있는 새로운 소재가 탄생됩니다. 물과 기름, 전분과 실리콘으로 유화액을 만들어 마이셀을 형성시킨 다음 가열과 탄화 과정을 거치면 탄소-실리콘 복합체가 완성되는 겁니다. 한국과학기술연구원 정훈기 박사팀은 실리콘을 기반으로 기존의 흑연 소재 배터리 음극재의 성능을 훨씬 뛰어 넘는 물질을 만드는 데 성공했습니다. 실리콘의 경우 흑연보다 10배 이상 높은 용량을 가지지만, 부피 팽창이 심해 배터리의 안전성이 떨어진다는 단점이 있었습니다. 하지만 정훈기 박사는 실리콘을 다른 물질들과 결합해 단단한 탄소 구조체에 가두는 방식으로, 부피 팽창 없이 고성능을 발휘할 수 있는 기술을 개발했습니다. [인터뷰 – 정훈기 / 한국과학기술연구원 선임연구원] 실리콘 소재가 아직까지 상용화되지 못 한 건 리튬이온과 전기화학적인 충방전 반응을 했을 때 팽창이 너무 심하게 일어난다는 문제가 있었고 그래서 제가 개발한 연구는 그러한 실리콘을 탄소화, 복합화시키면서 부피 팽창을 억제하면서 고용량을 동시에 나타낼 수 있는 기술입니다. 기술개발의 시작은 명절에 전을 부치는 모습에서 떠올린 단순한 아이디어였습니다. 전분이 기름과 만나면서 음식의 형태가 유지되는 특성에 착안을 한 겁니다. 값 싸고 쉽게 구할 수 있는 재료에다 복잡한 반응기 없이 쉬운 공정은 상용화 가능성도 높일 수 있습니다. 실제 실험 결과에서는 흑연계 음극 소재 용량보다 4배 이상 높은 그램당 1,530밀리암페어시의 성능을 보였습니다. 여기에 500회 이상 충방전 실험에서도 안정적으로 용량이 유지됐을 뿐 아니라 5분 내에 80% 이상 급속 충전이 가능했습니다. [인터뷰 – 정훈기 / 한국과학기술연구원 선임연구원] 실리콘과 같은 소재를 적용하게 되면 양극 소재의 용량이 늘어난 만큼 음극 소재의 용량도 동시에 늘어날 수 있기 때문에 리튬이온전지의 용량도 그만큼 늘어날 수 있고, 역시 전기자동차에 적용하게 된다면 주행거리도 증가할 수 있겠죠. 리튬이온전지의 핵심 수요인 전기차는 배터리 성능 향상을 통한 주행거리 증가와 충전 시간 단축이 가장 시급한 과제. 주변에서 흔히 쓰는 재료를 가지고 연구에 도전했던 발상의 전환이 2차전지와 전기차산업의 밝은 미래를 예고하고 있습니다. 채널i 산업뉴스 이창수입니다. ------------------------------------------------ 산업방송 채널i(chi.or.kr)에서 풀영상을 볼수 있습니다. ▶ 다시보기 주소: http://www.chi.or.kr/front/news/newsView.do?contentIdx=204721 ▶채널 번호 안내: KT올레TV 215번 / SKBTV 281번 CJ헬로비전 227번 / 티브로드 153번 딜라이브 175번 / 서경방송 311번 울산중앙방송 157번 / 충북방송 197번 / 금강방송235번 ------------------------------------------------