국내 연구진 실리콘 물질 전지 활용 단초 제시

이석우 선임연구원과 이현욱 박사후연구원(사진 왼쪽부터)이 미국 스탠포드대학 이추이 교수와 함께 실리콘 물질이 입자가 서로 주고 받는 상호작용 과정에서 푸풀고 깨진다는 사실을 알아냈다.

국내 연구진이 미래 전지로 주목받는 실리콘 물질을 활용할 수 있는 단초를 제시해 주목된다.

7일 한국연구재단에 따르면 미국 스탠포드대학 이추이(Yi Cui·중국) 교수팀은 실리콘물질이 입자간 상호작용에 의해 파괴된다는 사실을 밝혀냈다.

교육부와 재단의 학문후속세대양성사업으로 수행된 이번 연구에는 이석우 선임연구원과 이현욱 박사후연구원이 참여했다.

연구팀에 따르면 실리콘 물질은 기존 흑연 음극보다 용량이 10배 이상 크지만 충·방전시 입자가 크게 부풀어 올라 깨지는 단점을 안고 있다.

깨짐 현상 개선을 위해서는 실리콘물질 입자를 나노 크기로 만들어야 하는데 막대한 비용이 필요하다.

연구팀은 상호작용에서 실리콘 물질의 파괴될 경우 이 부분을 해소하면 차세대 음극소재로 사용이 가능하다는 점을 착안, 연구를 진행했다.

연구를 위해 실리콘 물질을 여러 개의 나노필라로 만들어 시뮬레이션과 물질에 특성변화를 가하고 그에 대한 모양변화를 실시간으로 투과할 수 있는 인시츄투과현미경을 이용해 관찰했다.

연구 결과 여러 개의 실리콘 입자가 서로 영향을 주고받아 단일 입자일 때와는 다르게 부풀고 깨진다는 것을 밝혀냈다.

이현욱 박사후연구원은 “이번 연구로 실리콘 입자간 영향에 의해 실리콘 물질이 파괴된다는 사실을 알게 됐다”고 말했다.

이 박사후연구원은 “실리콘 물질의 상호작용에 대한 연구가 활발해질 경우 노트북과 휴대폰 등 전자기기는 물론 전기자동차 등 상용화가 가능해질 것으로 기대된다”고 덧붙였다.

한편 연구결과는 ‘네이처 커뮤니케이션스지’ 6월 29일자 온라인판에 게재됐다.