포스텍, 6분 만에 스마트폰 충전가능 소재 개발

스마트폰 배터리를 6분 만에 충전할 수 있는 전극소재를 국내 연구진이 개발했다.

14일 포스텍에 따르면 화학공학과 이진우 교수<사진>·조장신 박사후연구원팀은 계층형 다공성 구조의 무기소재를 간단하게 합성, 이를 이용해 리튬이온 2차전지에 활용할 수 있는 전극소재를 개발했다. 소재 분야 세계적 권위지 어드밴스드 머티리얼스지(Advanced Materials)를 통해 발표된 이번 성과는 리튬이온 2차전지에 적용할 때 단 6분 만에 최대의 75%를 충전할 수 있는 성능을 보였다.

다른 크기의 기공을 두 개 이상 포함하는 구조를 의미하는 계층형 다공성구조는 표면적이 넓고 물질을 전달하는 성능도 뛰어나 2차전지 분야에서는 큰 기대를 모아온 소재였다. 그러나 소재의 기공을 조절하려면 복잡한 방법과 장시간이 소요돼 대량 생산이 어려웠다.

연구팀은 용매가 증발하는 조건을 조절해 간단하게 이 물질을 합성하는 데 성공했다. 여기다 티타늄 니오비윰 산화물뿐만 아니라 텅스텐, 티타늄계 산화물 등 다양한 무기소재에 적용할 수도 있다.

연구팀은 이 소재는 전극 내 전해액 침투성을 높여 리튬이온이 더 쉽게 전달되도록 했으며, 산화·환원 반응을 위한 표면적이 넓어져 충전 속도를 획기적으로 높였다고 설명했다.

이진우 교수는 “계층형 다공성 무기소재는 에너지 전극소재로 많은 장점이 있었다. 하지만 복잡한 합성법으로 빛을 발하지 못한 소재였다”면서 “앞으로 추가연구를 통해 리튬이온 2차전지뿐만 아니라 다양한 에너지 전극 소재 성능을 향상시킬 수 있을 것으로 기대한다”고 말했다.

포항=김기태기자 ktk@yeongnam.com

김기태 기자

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