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고려대-오하이오주립대, 리튬-텔루륨 전지 열화 원인 규명

고려대 화공생명공학과/배터리-스마트팩토리학과 유승호 교수 연구팀과 미국 오하이오주립대 화학생물공학과 권상일 교수 연구팀이 리튬-텔루륨 전지의 성능 저하 원인을 분석하고 수명을 늘렸다고 밝혔다. 텔루륨은 부피당 용량이 크고 황보다 전기 전도성이 높지만, 충·방전 과정에서 생성되는 용해성 중간물질이 양극과 음극 사이를 오가는 셔틀 현상으로 수명이 빠르게 줄어드는 한계가 있었다. 연구팀은 방사광 엑스선 기반 오페란도 분석을 통해 리튬-텔루륨 전지가 방전 시 '고체(Te)-액체-고체(Li2Te6)-액체-고체(Li2Te)'의 단계를 거치며, 리튬-황·리튬-셀레늄 전지와 달리 중간에 고체 결정(Li2Te6)이 형성된다는 점을 확인했다. 연구는 과학기술정보통신부와 한국연구재단 지원으로 수행됐으며 'Nature Communications' 온라인에 8월 26일 게재됐다. 같은 보도에는 고려대 임희석 교수 연구팀의 한국어 검색 모델 'KURE-v2' 공개 소식도 함께 실렸다.

9월 23일

배터리·ESS이뉴스투데이

고려대, '스킨 패시베이션' 적용 리튬-황 전지 음극 개발

고려대 KU-KIST융합대학원 윤영수 교수 연구팀이 전극 표면에 얇은 고분자 층을 입힌 리튬-황 전지용 음극을 구현했다. 맥신(MXene)에 폴리스티렌 나노입자를 섞어 진공 여과한 뒤 열처리로 나노입자를 제거해 3차원 다공성 호스트를 만들고, 그 겉면에 100 nm 두께의 폴리에틸렌글리콜 디메타크릴레이트 박막(Skin-PASS)을 형성했다. 이 구조는 리튬 이온 수송 지수를 약 0.48에서 0.59로 높였고, 1~30 mA cm⁻² 전류 밀도 범위에서 16~204 mV의 과전압과 99.6%의 쿨롱 효율을 나타냈으며 1000회 이상 충·방전에서 성능이 유지됐다. 이를 적용한 리튬-황 전지는 황 양극 기준 에너지 밀도 2,100 Wh kg⁻¹, 300회 후 용량 유지율 70%를 기록했고, 파우치 셀에서는 전체 무게 기준 315 Wh kg⁻¹와 20회 후 94.7% 유지율을 보였다. 한국연구재단과 국가과학기술연구회 지원으로 수행된 연구는 'Advanced Functional Materials'에 8월 26일 온라인 게재됐다.

9월 18일

효율·산업 탈탄소이뉴스투데이

고려대·KIST, 뉴런·시냅스 겸용 뉴로모픽 소자 개발

고려대 KU-KIST융합대학원/융합에너지공학과 왕건욱 교수 연구진과 KIST 양성욱 박사 연구진이 공동으로 '재구성형 뉴로모픽 소자' 기술을 개발했다. 연구진은 바나듐 산화물 멤리스터 하나의 내부 구조를 제어해 비휘발성(인공 시냅스)과 휘발성(인공 뉴런) 특성을 동시에 구현했다. 열처리를 통해 소자 내부에 비대칭적인 나노다공성 구조와 산소공공을 형성했으며, 구멍과 결함이 많은 영역은 시냅스, 구조가 촘촘한 영역은 뉴런 기능을 한다. 기존에는 두 특성을 구현하기 위해 서로 다른 재료나 소자를 사용해 시스템 확장 시 제조공정과 회로 구성이 복잡해지는 한계가 있었다. 연구 성과는 고려대, KIST, 한국연구재단의 지원으로 수행됐고 'Advanced Materials' 온라인에 8월 17일 게재됐다.

9월 17일

효율·산업 탈탄소전자신문

고려대 연구팀, 이중 격리 구조 상변화 메모리 개발…전력 76% 절감

한국연구재단은 김태근 고려대 교수 연구팀이 차세대 상변화 메모리 기술을 개발했다고 11일 밝혔다. 연구팀은 서로 다른 특성을 가진 두 종류의 소재를 결합해 메모리 내부의 열 확산과 상변화 영역을 단계적으로 조절하는 이중 격리 상변화 이종구조 메모리를 구현했다. 이 기술은 전력 소모를 76% 줄이고 하나의 셀에 여러 정보를 안정적으로 저장할 수 있다. 생성형 인공지능(AI)과 대규모 언어모델 확산으로 데이터 처리량이 급증하면서 빠른 동작 속도와 낮은 전력 소모를 갖춘 메모리 수요가 배경으로 제시됐다.

9월 11일