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[IT뉴스]전자레인지 원리로 이차전지 부품을 30초만에 만들었다

온카뱅크관리자

2024-10-07 14:20:10

<div id="layerTranslateNotice" style="display:none;"></div>  <strong class="summary_view" data-translation="true">전기연구원, 나트륨전지 음극 제조기술 개발</strong> 
        <div class="article_view" data-translation-body="true" data-tiara-layer="article_body" data-tiara-action-name="본문이미지확대_클릭"> 
         <section dmcf-sid="PcyikP8t7l">
          <figure class="figure_frm origin_fig" dmcf-pid="QcyikP8tzh" dmcf-ptype="figure">
           <p class="link_figure"><img alt="한국전기연구원(KERI) 나노융합연구센터 김대호·박종환 박사팀이 '마이크로파 유도 가열 기술'로 나트륨 이온 전지의 음극 소재인 '하드카본'을 30초만에 만들었다. 전기연구원 제공" class="thumb_g_article" data-org-src="https://t1.daumcdn.net/news/202410/07/fnnewsi/20241007142010963ibik.jpg" data-org-width="800" dmcf-mid="6O7sWANf0S" dmcf-mtype="image" height="auto" src="https://img1.daumcdn.net/thumb/R658x0.q70/?fname=https://t1.daumcdn.net/news/202410/07/fnnewsi/20241007142010963ibik.jpg" width="658"></p>
           <figcaption class="txt_caption default_figure">
            한국전기연구원(KERI) 나노융합연구센터 김대호·박종환 박사팀이 '마이크로파 유도 가열 기술'로 나트륨 이온 전지의 음극 소재인 '하드카본'을 30초만에 만들었다. 전기연구원 제공
           </figcaption>
          </figure>
          <p dmcf-pid="xtfyFOmeuC" dmcf-ptype="general">[파이낸셜뉴스] 한국전기연구원(KERI) 나노융합연구센터 김대호·박종환 박사팀은 전자레인지 원리를 이용해 이차전지 음극을 30초만에 만드는 기술을 개발했다고 7일 밝혔다. 연구진은 추가로 음극재의 성능 향상과 대면적의 하드 카본 필름을 연속적으로 대량 생산할 수 있는 기술을 개발한다는 목표다. </p>
          <p dmcf-pid="yRDVe7UlUI" dmcf-ptype="general">박종환 박사는 "전기차 화재 사건 등으로 인해 안전하고, 추운 겨울철에도 잘 작동하는 나트륨 이온 전지가 주목받기도 했지만, 음극재를 만드는 탄화 공정이 에너지 효율이나 비용 측면에서 큰 열세였다"고 설명했다. 김대호 박사는 "이번에 개발한 마이크로파 유도 가열 기술은 하드 카본을 빠르고 쉽게 제조할 수 있어 나트륨 이온 전지의 상용화에 크게 기여할 것"이라고 말했다. </p>
          <p dmcf-pid="Wdr4Jq7vpO" dmcf-ptype="general">차세대 이차전지 중 하나인 나트륨 이온 전지는 현재 가장 많이 사용되는 리튬 대신 나트륨을 사용한다. </p>
          <p dmcf-pid="Yfg741Zw3s" dmcf-ptype="general">소금의 주성분인 나트륨은 매장량이 리튬의 1000배 이상으로 많고, 채굴 및 제련도 쉽다. 또한 나트륨의 반응성이 리튬보다 낮아 전지 내부에서의 전기화학적 안정성이 높고, 고속 충·방전에 유리하다. 특히 낮은 온도에서도 성능이 잘 유지된다. </p>
          <p dmcf-pid="GO1AIidz7m" dmcf-ptype="general">하지만, 나트륨 이온 전지는 제조 과정이 매우 까다로워 리튬이온전지 대비 에너지 밀도가 낮고, 수명이 길지 않다는 단점을 가지고 있다. 나트륨 이온은 리튬 이온보다 입자가 크기 때문에 기존 음극재인 흑연보다 층간 거리가 큰 하드 카본을 쓴다. </p>
          <p dmcf-pid="H38Y0COJzr" dmcf-ptype="general">하드 카본은 자연계에 존재하지 않아 인공적으로 만들어야 하는데, 그 과정이 매우 까다롭다. 식물 및 고분자의 주요 구성원인 탄화수소 재료를 공기가 통하지 않는 공간에서 섭씨 1000도 이상의 고온으로 장시간 태워야만 하드 카본을 만들 수 있다. 일명 '탄화 공정'이 필요해 경제적·환경적으로 부담이 되고, 이는 곧 나트륨 이온 전지의 상용화를 막는 원인 중 하나였다. </p>
          <p dmcf-pid="XXKlZwEQUw" dmcf-ptype="general">연구진은 전자레인지의 원리인 '마이크로파'를 활용해 급속 가열을 이용하는 방법을 제시했다. 먼저, 고분자 원료에 전기가 잘 통하는 신소재인 탄소나노튜브 탄소나노튜브를 소량 섞어 필름을 만든다. 그리고 여기에 마이크로파 자기장을 가해주면 탄소나노튜브에 유도 전류가 발생하게 되고, 필름 소재만 30초 만에 선택적으로 1400도 이상 고속 가열되는 원리다. </p>
          <p dmcf-pid="ZzR1qyvaUD" dmcf-ptype="general">핵심 기법은 연구진이 자체 개발한 '멀티피직스 시뮬레이션'이다. 이를 통해 마이크로파 대역의 전자기장이 나노소재에 가해질 때 일어나는 복잡한 과정을 근원적으로 이해하고, 나트륨 이온 전지 음극재를 제조하는 신개념 공정 방식을 창조해 낼 수 있었다. </p>
          <p dmcf-pid="5PAbQ0FOuE" dmcf-ptype="general">한편, 연구진은 이번에 개발한 기술을 화학공학 분야 세계적 학술지인 '케미컬 엔지니어링 저널(Chemical Engineering Journal)'에 발표했다. <br>#리튬 #이차전지 #나트륨 #전기연구원 #전자레인지 #마이크로파 </p>
          <p dmcf-pid="1XKlZwEQUk" dmcf-ptype="general">monarch@fnnews.com 김만기 기자</p>
         </section> 
        </div> 
        <p class="" data-translation="true">Copyright © 파이낸셜뉴스. 무단전재 및 재배포 금지.</p>

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