동신대 심재현교수팀, 고체전해질 전지성능 혁신 연구 성과 화제

[위키트리 광주전남취재본부 노해섭 기자] 동신대 배터리공학과 심재현 교수 연구팀이 고체전해질 전지의 성능을 혁신적으로 향상시킬 중요한 연구 성과를 발표해 화제다.

이번 연구에서 심 교수팀은 페로브스카이트 산화물 고체 전해질(Li3xLa2/3‑xTiO3 (LLTO))에서 발견되는 산소 빈자리(V₀)가 리튬 이온 전도성에 미치는 영향을 규명하고, 이를 통해 전해질의 성능을 극대화할 수 있는 방법을 제시했다.

V₀가 전형적인 LLTO(Lithium Lanthanum Titanium Oxide)에서 전체 이온 전도성을 향상시키는 미시적 기원을 밝혀내면서 절연 특성을 유지하는 방법을 찾아냈다. 특히, 주사 투과 전자 현미경(High-resolution scanning transmission electron microscopy)과 이론적 계산을 통해 V₀의 존재가 리튬 이온 이동의 활성화 에너지를 크게 낮춘다는 사실을 확인했다.

이 연구는 차세대 배터리 기술 발전에 중요한 발판을 마련한 것으로 평가받고 있으며, 고체 전해질의 효율성과 안정성을 동시에 향상시키는 혁신적인 역할을 할 것으로 기대된다.

심 교수팀의 연구 결과는 에너지 공학, 재료 화학, 연료 기술 등 다양한 분야에서 최상위(Q1) 분위의 과학 저널인 ACS Energy Letters(impact factor = 22.8)에 게재되며 높은 학문적 가치를 인정받았다.

이번 연구는 광주·전남지역에너지 클러스터 인력 양성 사업과 전라남도 신성장 산업 육성 자체 사업의 지원을 받아 수행됐으며 성균관대 김영민 교수, 부산대 이재광 교수 연구팀과 함께 진행했다.

심 교수팀은 연구 성과를 바탕으로 지역의 에너지 기업인 ㈜TDL과 협업해 배터리의 성능과 상용화 가능성을 높인 고체 전해질 소재 개발에 박차를 가하고 있다.

동신대 심재현 교수는 "이번 연구가 고성능 고체 전해질을 설계하는 데 있어 산소 빈자리의 역할을 보다 체계적으로 이해해 리튬이온 고체전해질 전지의 성능을 향상시키고, 전지의 안전성을 강화할 수 있는 실질적인 해결책을 제공할 것"이라고 설명했다.