단국대, 점토광물 기반 차세대 분리막 개발 ··· 전해질 흡수율 5배 향상

단국대학교 에너지공학과 원종호 교수 연구팀이 점토광물을 활용해 차세대 2차 전지 핵심 소재인 분리막 성능을 대폭 향상시키는 연구 성과를 달성했다.

이번 연구는 단국대와 보령시가 함께 수행 중인 충청남도 지역혁신 중심 대학지원체계(RISE) ‘보령시 수소산업 육성’ 과제의 지원을 받아 진행됐다.

연구팀은 점토광물을 분리막 표면에 코팅하여 1D·2D·3D 형태학적 구조가 분리막 성능에 어떤 영향을 미치는지 체계적으로 분석했다. 그 결과, 점토광물 기반 분리막이 기존 폴리올레핀계 분리막(PE·PP)에 비해 전해질 흡수율이 5배 이상 높고, 열 안정성, 이온전도도, 기계적 내구성 등이 모두 향상되는 것으로 나타났다. 이는 충·방전 속도, 용량, 수명 개선으로 이어져 차세대 전지 소재로서의 경쟁력을 입증한 것이다.

연구성과는 국제 저명 학술지 어드밴스드 사이언스(Advanced Science(IF 14.1, JCR 상위 7%))에 게재됐다. 이 연구에는 수소에너지학과 대학원생 고인서·하서영·최종영 씨가 참여해 공동 성과를 이뤘다.

원종호 교수는 “점토광물의 형태별 특성과 분리막 성능의 상관관계를 규명함으로써 차세대 전지 소재 설계의 새로운 방향성을 제시했다”며 “수소 중심 에너지산업으로 전환 중인 보령시와의 협력 속에서 미래형 에너지 저장기술로 확장될 가능성이 크다”고 밝혔다. 단국대는 앞으로도 충남 RISE 사업을 통해 보령시의 수소 에너지 전주기 산업 생태계 구축과 미래 에너지 소재 전문인력 양성에 박차를 가할 계획이다.

천안=김인수 기자 kiss@ggilbo.com