부경대학교 전경. (사진=부경대 제공)

국립부경대학교는 대학원 스마트그린기술융합공학과 엠블턴 톰 제임스 박사과정생이 유학 중 연구성과를 재료과학 분야 국제학술지 'Applied Surface Science'에 게재했다고 28일 밝혔다.

영국에서 한국으로 유학해 부경대 고급에너지소재실험실에서 연구 활동 중인 엠블턴 박사과정생은 황화물계 전고체전지의 상온 구동을 위한 새로운 도전재를 연구한 논문 ‘Lithium-Enhanced Functionalized Carbon Nanofibers as a Mixed Electronic/Ionic Conductor for Sulfide All Solid-State Batteries’를 최근 이 학술지에 발표했다.

'Applied Surface Science'는 JCR(저널인용보고서) 기준 상위 2.5% 이내인 저명 학술지다. 그는 이 학술지에 실린 이번 연구에서 새로운 도전재로서 고순도 카본나노파이버 표면에 리튬 기능기를 기능화해 양극 전극의 우수한 전자 전도도와 리튬이온 전도도를 확보한 결과를 제시해 우수한 평가를 받았다.

현재 전기차와 대형전지에 가장 많이 사용되는 리튬이차전지는 휘발성인 액상 전해질을 사용해 화재 등 안전성이 취약하다는 문제점이 있어 이를 해결하기 위해 비휘발성 고체전해질을 사용하는 전고체전지 연구가 활발하게 진행되고 있다.

특히 황화물계 전고체전지 개발에 많은 연구와 투자가 진행되고 있는데, 기존 액상 전해질 리튬이차전지 대비 전자와 리튬이온 전도도가 열악한 한계를 극복하기 위한 노력이 이어지고 있다.

부경대 오필건 교수는 “많은 선행 연구에서 전자와 리튬이온 전도도를 확보하기 위해 60도 이상의 고온에서 전지를 구동해 황화물계 전고체전지의 상용화와는 거리가 있었다. 이번 연구를 통해 상온에서도 전고체전지의 출력과 충전시간 등 전지 성능을 확보하는 방안을 제시해 전고체전지 상용화 가능성을 높인 것으로 평가할 수 있다”고 말했다.

이번 연구 논문의 주저자인 엠블턴 박사과정생은 “전고체전지의 성능 개선 연구에 이어 전지 시스템의 상업적 가능성을 현실화하기 위한 다양한 연구에 더욱 정진하고 싶다”고 밝혔다.

한편, 이번 연구는 오필건 교수 연구팀이 2020년 선정된 연구재단 기초연구실사업과 2022년 시작된 ‘한국에너지기술평가원의저탄소자원 순환을 위한 폐양극업사이클링 재제조혁신 기술 개발’ 과제의 지원을 받아 진행됐다.