배터리 충전 100년 난제 '낙타 곡선' 미스터리 풀렸다

  • 외모재
  • 0
  • 1,893
  • 0
  • 0
  • Print
  • 글주소
  • 2026-05-09

.파주입주청소배터리의 전극과 전해질이 맞닿는 경계면인 전기 이중층에서 전해질 농도가 증가하면 전기용량(전기 저장 능력) 그래프 곡선이 두 개의 봉우리를 갖는 '낙타 모양'에서 하나의 봉우리인 '종 모양'으로 변화한다. 지난 100년간 관측돼온 현상이지만 변화의 원인을 알지 못했다. 국내 연구팀이 세계 최초로 원인을 규명했다. 배터리 충전 속도를 높이는 데 활용될 것으로 기대된다. KAIST는 김형준 화학과 교수 연구팀이 최창혁 포스텍 화학과 교수, 신승재 울산과학기술원(UNIST) 에너지화학공학과 교수와 함께 원자 수준 전기화학 시뮬레이션, 농도 제어 기법, 실시간 적외선 분광 실험을 결합해 전기 이중층에서 일어나는 상전이를 분석하고 연구 결과를 국제학술지 ‘네이처 커뮤니케이션즈’에 발표했다고 3일 밝혔다. 상전이는 물질 상태나 배열이 바뀌는 현상을 뜻한다. 연구팀은 전극에 걸리는 전압인 전위가 변화하면 음극에서는 물 분자들이 한 방향으로 재배열되는 상전이가 일어나고 양극에서는 음이온들이 밀집해 2차원 구조를 형성하는 응축 상전이가 일어난다는 점을 확인했다. 독립적으로 일어난 두 상전이로 인해 전기용량 그래프 곡선에는 2개의 봉우리가 생겼다. 전해질 농도가 증가하면 두 상전이가 결합해 하나의 봉우리로 통합되면서 낙타 모양 곡선이 종 모양 곡선으로 변했다. 김 교수는 “전기화학 반응의 미세한 환경을 처음으로 이해하고 설계할 수 있는 길을 열었다”며 “전기 이중층의 상전이를 정밀하게 제어할 수 있다면 배터리 충전 속도를 높이거나 수소 생산 효율을 극대화하는 등 에너지 기술 성능을 정밀하게 향상시킬 수 있을 것”이라고 말했다.

0
0
이 글을 페이스북으로 퍼가기 이 글을 트위터로 퍼가기 이 글을 카카오스토리로 퍼가기 이 글을 밴드로 퍼가기
captcha
자동등록방지 숫자입력
번호 제목 글쓴이 날짜 조회수
공지 <이은경쌤의 초등 글쓰기 완성 시리즈> 활용법 : 도서별 주제, '이런 친구에게 추천해요' 관리자 2024-07-25 12,550
공지 <이은경쌤의 초등 글쓰기 완성 시리즈> 가이드맵 및 교재 선택 가이드 관리자 2024-07-25 12,194
공지 교과서 및 지도서 자료실 이용 안내 +2 관리자 2021-02-25 18,325
공지 ★코로나로 인한 온라인 동영상 강의시 저작권 안내 관리자 2020-04-03 22,145
52 한 권으로 끝내는 리셋 고등 화학 1,2 오류 문의 VictorHowardJung 2020-07-15 8,040
51 2015개정 화학2 교과서 오류 확인 부탁드립니다. +2 서울세종 2020-06-25 7,538
50 Re 웨딩 ㅇㅇ 2026-06-16 1,876
49 리셋 고등 화학 오류 문의2 +1 kim 2020-06-23 6,751
48 리셋 고등 화학 오류 문의 +1 kim 2020-06-23 6,531
47 미리보는 개념레시피 +1 예진 2020-06-14 6,403
46 미리보는 통합과학 개념 레시피 오류 +1 김예진 2020-06-06 6,401
45 교과서 구입관련 +1 레지나 2020-05-26 6,381
44 저작권 문의드립니다. 박선화 2020-04-03 6,313
43 교과서 e-book 은 지원안해주시나요? +1 curie98 2020-03-24 6,831
42 화학2 교과서 및 지도서 PDF 파일 cooldays4u 2020-03-01 37,177
41 교사용 지도서 학생 이지올 2019-12-30 7,327
40 리셋 고등화학1,2 정오표가 자료실에 없습니다 +1 sijta 2019-12-22 6,182
39 화학1 교과서 +1 윤애경 2019-12-16 7,498
38 리셋고등생명과학 이현우 2019-08-21 6,705