동신대 심재현 교수, 고체 전해질 전지 성능향상 연구성과 발표

동신대학교 배터리공학과 심재현 교수는 성균관대학교 김영민 교수, 부산대학교 이재광 교수 연구팀과 함께 고체전해질 전지의 성능을 크게 높일 수 있는 중요한 연구 성과를 발표했다. 연구팀은 페로브스카이트 산화물 고체 전해질(Li₃xLa₂/₃‑xTiO₃ (LLTO))에서 산소 빈자리(V₀)가 리튬 이온 전도성에 미치는 영향을 규명했고, 이를 통해 전해질 성능을 개선할 방법을 제시했다.

연구진은 V₀가 LLTO에서 이온 전도성을 높이면서도 절연 특성을 유지하는 방법을 제안했다. 열처리 온도에 따라 형성되는 V₀가 결정 구조 내에서 c-평면에 평행하게 정렬되며, 이로 인해 리튬 이온 이동 통로가 형성된다는 점을 밝혀냈다. 주사 투과 전자 현미경과 이론적 계산을 통해 V₀의 존재가 리튬 이온 이동의 활성화 에너지를 크게 낮춘다는 사실도 확인됐다.

심재현 교수는 "이번 성과는 고성능 고체 전해질 설계에 있어 산소 빈자리의 역할을 체계적으로 이해하고, 이를 통해 리튬이온 고체전해질 전지의 성능을 높이며 안전성을 강화하는 데 기여할 수 있을 것"이라고 설명했다.

또한, 심 교수는 지역 에너지 기업인 ㈜TDL과 협력해 더욱 발전된 고체 전해질 소재 개발에 박차를 가하고 있다. 이 협력은 배터리 성능을 크게 개선하고 상용화 가능성을 높이기 위한 기술 개발에 중점을 두고 있다.

이번 성과는 차세대 배터리 기술 발전에 중요한 기여를 할 것으로 평가받고 있으며, 고체 전해질의 효율성과 안정성을 동시에 높이는 데 핵심적인 역할을 할 것으로 기대된다. 연구 결과는 에너지 공학, 재료 화학, 연료 기술 등 다양한 분야에서 상위권(Q1)에 속하는 *ACS Energy Letters*(impact factor = 22.8)에 게재됐다. 이 연구는 광주·전남 지역에너지 클러스터 인력양성사업과 전라남도 신성장산업 육성 사업의 지원을 받아 수행됐다.