응용화학공학과

MgO 템플릿 사용한 열분해유 기반 KIB용 탄소계 음극소재 개발 

공과대학 응용화학공학과 이영석 교수 연구팀이 MgO 템플릿을 사용해 열분해유(Pyrolysis fuel oil: PFO) 기반 KIB용 탄소계 음극소재를 개발하는 데 성공했다.

이번 연구 결과는 국제 저명 학술지인 ‘Chemical Engineering Journal’(IF: 15.1, JCR 상위 3.2%)에 최근호(7월 1일 발간) 게재됐으며, 하성민 박사과정생(응용화학공학과)이 제1 저자로 참여했다.

□ 논문 제목: Pyrolysis fuel oil-derived hollow carbon nanocages as high-stability anode materials for potassium ion storage 

최근 리튬 이온 전지의 비용 문제, 자원 문제 등으로 인해 칼륨, 나트륨, 칼슘, 알루미늄 등 다양한 알칼리 금속 기반 이차전지 연구가 대두되고 있다. 

이 중 칼륨 이온 배터리는 음극재로 흑연을 사용할 경우 충전-방전 과정에서 상당한 층간 팽창으로 인한 전기화학 성능이 저하되는 문제점을 안고 있다. 

이러한 한계를 해결하기 위해 이영석 교수 연구팀은 MgO 템플릿을 이용한 PFO(Pyrolysis fuel oil:) 기반 탄소 나노 케이지를 합성해 높은 칼륨 저장 용량과 기존 흑연의 불안정한 안정성 특성을 극복한 높은 사이클 안정성을 나타내는 효율적인 탄소재료를 개발했다. 

이번 연구는 한국과학기술원(KAIST) 신소재공학과 김상욱 교수, 전남대 고분자융합소재공학부 김융암 교수와 공동연구를 통해 진행됐다.