광주 과기원 연구 팀 … ' 나노 레터 스 ' 에 실려 ( 서울 = 연합뉴스 ) 신호경 기자 = 리튬 이 차 전지 에서 리튬 이온 을 안정 적 으로 많이 , 오래 품 을 수 있 는 실리콘 전극 을 국내 연구 진이 개발 했 다 . 이 소재 는 리튬 이 차 전지 의 수명 과 용량 개선 에 기여 할 것 으로 기대 된다 . 교육 과 학기 술부 는 광주 과학 기술원 ( GIST ) 김원배 교수 와 남상훈 박사 가 주도 하 고 정건영 교수 가 참여 한 연구 팀 이 표면 에 나노미터 ( ㎚; 10 억 분 의 1 ｍ ) 단위 의 무늬 를 규칙 적 으로 새겨 넣 은 실리콘 전극 을 개발 했 다고 7 일 밝혔 다 . 연구 팀 은 리튬 이 차 전지 의 전극 소재 로 사용 되 는 실리콘 전극 에 우물 또는 기둥 모양 의 아주 작 은 무늬 를 규칙 적 으로 배열 했 다 . 무늬 를 새기 는 데 는 빛 의 간섭무늬 를 이용한 ' 레이저 간섭 리소그래피 ( Laser Interference Lithography ) 기술 이 활용 됐 다 . 무늬 를 넣 은 결과 , 같 은 시간 동안 충 · 방전 을 거듭 하 며 사용 한 뒤 남 은 용량 ( 전극 이 품 을 수 있 는 리튬 이온 의 양 ) 이 일반 실리콘 소재 전극 에 비해 2 배 이상 으로 늘 었 다 . 흑연 소재 전극 과 비교 할 경우 8 배 에 달했 다 . 이 는 결국 그만큼 이 차 전지 의 사용 수명 이 연장 됐 다는 뜻 이 다 . 실리콘 은 흑연 보다 용량 이 10 배 이상 큰 차세대 전극 물질 이 지만 , 전해액 속 의 리튬 이온 과 만나 면 부피 가 4 배 나 커지 는 등 팽창 · 수축 의 정도 가 심해 기계 적 으로 매우 불 안정 한 단점 이 문제 로 지적 돼왔 다 . 크 게 부풀 고 다시 줄어드 는 과정 을 반복 하 면서 전극 이 쉽 게 부스러져 오래 쓸 수 없 었 다는 얘기 다 . 그러나 이번 에 연구 팀 은 실리콘 에 여러 종류 의 나노 무늬 를 새겨 전해액 과 의 접촉 면적 을 넓히 는 동시 에 팽창 · 수축 정도 를 줄여 용량 과 기계 적 안정 성 을 동시 에 키웠 다 . 김원배 교수 는 " 이번 연구 결과 는 차세대 리튬 이 차 전지 뿐 아니 라 에너지 전환 장치 등 에 도 다양 하 게 활용 될 수 있 을 것 " 이라고 설명 했 다 . 이번 연구 성과 는 지난달 말 나노 과학 분야 의 권위지 ' 나노 레터 스 ( Nano Letters ) ' 온라인 판 에 실렸 다 . < 실리콘 전극 에 새긴 나노미터 단위 의 여러 가지 패턴 ( 위 가 기둥 모양 , 아래 는 우물 모양 ) >< 김원배 광주 과학 기술원 교수 > shk 999 @ yna . co . kr < 연합뉴스 모바일 앱 다운 받 기 > < 포토 매거진 >< 저작권자 ( c ) 연합뉴스 . 무단 전재 - 재배 포금 지 . >