전기차 배터리 ‘1분내 충전’ 소재 찾았다

기존 배터리보다 최대 100배나 빨리 충전할 수 있는 차세대 하이브리드 에너지 저장기술이 개발됐다. 이 기술을 이용하면 기존의 1시간 반 이상 걸리는 자동차 배터리 충전시간을 1분 이내로 단축할 수 있다.

카이스트 강정구 교수팀 논문 발표
에너지 저장 밀도는 1.5배로 늘여

미래창조과학부는 10일 KAIST 강정구 신소재공학과 교수팀이 리튬이온 소재와 슈퍼커패시터 소재의 장점 만을 조합한 하이브리드 에너지 저장기술을 개발했다고 밝혔다.

이 기술은 리튬이온과 같은 기존 2차전지보다 높은 에너지 밀도를 가지고, 약 100배 빠른 급속충전이 가능한 차세대 하이브리드 에너지 저장 기술이라는 게 미래부 측의 설명이다. 강 교수팀의 성과는 에너지재료 분야 유명 학술지인 ‘어드밴스드 에너지 매터리얼스’ 최신호의 VIP(특급) 논문으로 발표됐다.

슈퍼커패시터는 리튬이온의 화학적 반응을 통해 충·방전하는 일반 2차 전지와 달리, 탄소 소재의 활성탄에 붙는 전자의 물리적 흡·탈착을 이용해 충·방전한다. 재료의 성격상 급속 충전이 가능하지만, 방전도 빠른 단점이 있다. 강 교수팀은 리튬이온과 슈퍼커패시터 소재의 단점을 줄이고, 장점을 살리는 조합을 찾아냈다. 때문에 충전시간 을 단축했을 뿐 아니라, 에너지저장 밀도도 기존 리튬이온(약 185Wh/㎏)의 1.5배 수준인 275 Wh/㎏까지 늘일 수 있게 됐다. 전기차의 경우 배터리의 에너지 밀도가 높을수록 주행거리가 늘어난다.

강 교수 연구팀을 지원하고 있는 하이브리드인터페이스기반 미래소재연구단의 김광호 사업단장은 “이번 연구로 고용량의 에너지저장 밀도와 기존 연구에서 볼 수 없었던 우수한 입출력 특성을 갖는 급속 충전이 가능한 원천소재를 개발했다”며 “미래용 전기자동차와 모바일 기기 등의 에너지저장 장치로 활용되는 미래 핵심기술이 될 것으로 기대된다”고 말했다.

최준호 기자 joonho@joongang.co.kr