계명대 화학공학전공 한진협 교수(주저자·사진)와 미국 아르곤국립연구소(Argonne National Laboratory, ANL) 이응제 박사(교신저자) 공동연구팀은 전고체전지 상용화를 위한 차세대 고체전해질막을 개발했다. 전통적인 산화물계 고체전해질 소결방식은 1100도 이상의 고온과 50-100MPa의 고압을 이용해서 제작됐다. 가격도 비쌀 뿐더러 고에너지 차세대 전지개발을 위한 대면적화에 어려움이 따랐다.
연구팀은 에어로졸 증착방식을 개발해 파우더 상태의 리튬전도물질을 기판에 증착해 상온에서 얇은 막형태의 고체전해질을 개발하는데 성공했다. 기존 리튬이온전지의 분리막으로 사용되는 약 20μm 두께로 산화물계 고체전해질을 개발했다.
한진협 화학공학전공 교수는 “1-100μm사이 원하는 두께로 고체전해질막을 제작가능하고 대면적화할 수 있다는 점에서 의미가 크다”며, “특히 리튬음극에 직접 증착을 실시해 void-free 음극/고체전해질 일체화를 통한 고에너지 차세대 전고체전지 개발이 가능할 것으로 기대된다”고 전했다.
본 연구 수행은 아르곤국립연구소의 Laboratory Directed Research and Development(LDRD)와 Royalty Funding의 지원을 받아 수행됐으며, 일부 계명대학교 신임교원 정착연구비를 통해 수행됐다. 연구성과는 세계적인 화학공학분야 국제학술지인 '케미칼 엔지니어링저널(Chemical Engineering Journal, IF 15.1/상위3.2%)'에 1월8일 출판됐다.
한진협 교수는 지난 2013년 경북대 생명공학부에서 학부를 마치고, 2019년 울산과학기술원 에너지화학공학부에서 박사학위를 취득했다. 2019년부터 2022년까지 미국 아르곤국립연구소, 'Chemical Sciencies and Engineering Division'에서 박사후 연구원으로 활동하고, 최근에는 다수의 차세대 전고체 전지 개발 연구에 참여하고 있다. |
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