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우리 학교 황종국 교수팀이 차세대 보급형 배터리용 음극재를 개발하는 데 성공했다. 스마트폰부터 전기차까지 널리 활용되고 있는 리튬 이온 배터리의 핵심인 ‘리튬’의 가격 변동성과 수급 불안정성을 극복할 수 있는 계기가 될 전망이다. 황종국 아주대 교수(화학공학과, 위 사진)와 임은호 동국대 교수(화공생물공학과) 공동 연구팀은 메조다공 배향을 정밀하게 조절해 높은 출력과 긴 수명을 갖는 하드카본 음극재 개발에 성공했다고 밝혔다. 해당 연구 내용은 ‘나노 채널 배향을 통한 내부 접근성 조정으로 고속 칼륨 이온 저장이 가능한 메조다공성 탄소 구체(Tuning Internal Accessibility via Nanochannel Orientation of Mesoporous Carbon Spheres for High-Rate Potassium-Ion Storage in Hybrid Supercapacitors)’라는 제목으로 국제 저명 학술지 <어드밴스드 펑셔널 머티리얼즈(Advanced Functional Materials)> 1월호 표지 논문(Front Cover)으로 게재됐다.아주대 황종국·동국대 임은호 교수가 공동 교신저자로 참여했고, 박종윤 아주대 석박사 통합과정생(에너지시스템학과)이 제1저자로 함께 했다. 대표적 이차전지인 리튬 이온 배터리(Lithium-ion Battery)는 스마트폰, 노트북 같은 소형 전자기기부터 전기차와 대규모 에너지 저장 장치까지 다양한 분야에서 필수적인 에너지 저장 장치로 자리 잡고 있다. 이 같은 배터리 산업의 성장에 따라 핵심 소재인 리튬(Lithium)의 수요가 급증하면서, 리튬의 가격 변동성과 수급 불안정성 또한 심화되고 있다. 게다가 리튬의 매장지가 호주, 중국, 남미 등 특정 지역에 집중되어 있어 ‘하얀 석유’로 불리며 전략적 안보 자산으로 부각되고 있다.이에 산업계와 학계에서는 리튬을 대체할 다른 배터리에 대한 연구를 활발히 진행하고 있으며, 나트륨 이온 배터리(Na-Ion battery)나 칼륨 이온 배터리(Potassium-ion battery) 등이 대체재로 떠오르고 있다. 특히 칼륨은 지구상에 풍부하게 존재하며, 리튬과 유사한 전기화학적 특성을 가지고 있다. 또한 가격이 저렴하고 채굴이 비교적 용이해 원료 수급이 안정적이다. 이러한 장점 덕분에 칼륨 이온 배터리는 지속 가능한 배터리 기술의 유망한 대안으로 평가받고 있다.그러나 칼륨 이온(K⁺)의 크기(1.38 Å)는 리튬 이온(Li⁺, 0.76 Å)보다 약 1.8배 크기 때문에 칼륨 이온의 삽입(Insertion)과 탈리(Extraction)과정은 리튬 이온에 비해 약 6배 더 큰 부피 변화를 초래한다. 그 결과, 기존 리튬 이온 배터리에서 음극재로 사용되는 흑연을 똑같이 활용하는 경우 배터리의 수명과 안정성이 크게 저하되는 문제가 발생한다. 이에 흑연보다 저렴하면서도 높은 구조적 안정성과 오랜 수명을 갖춘 고체 형태의 탄소 하드카본(Hard Carbon)이 칼륨 이온 배터리의 음극재로 주목받고 있다. 그러나 하드카본은 제한적인 출력 특성과 낮은 이온 저장 용량이라는 태생적 한계를 가진다는 점이 문제로 남아 있다.때문에 학계와 산업계에서 하드카본의 성능 향상을 위해 다공구조를 도입하는 방법이 널리 활용되어 왔다. 다공구조를 도입함으로써 이온 확산 경로가 개선되고 반응속도가 증가하며, 이온 저장 활성점의 농도가 향상되어 칼륨 이온의 저장 용량을 증가시킬 수 있다고 보고되어 온 것. 그러나 하드카본 음극재의 성능과 다공성 구조 간의 관계는 아직 명확히 규명되지 않았으며, 특히 나노 단위의 미세한 기공인 메조다공 하드카본 구조의 역할에 대한 통일된 이론은 부족한 상황이다. 기존 연구에서는 다공 구조뿐만 아니라 배터리 성능에 영향을 미치는 다양한 요인이 동시에 변화하여, 메조다공 구조가 음극재의 성능에 미치는 정확한 영향을 규명하는 데 어려움이 있었다. 때문에 이러한 연구의 공백을 해소하고 메조다공 구조의 역할을 명확히 밝히는 것은 중요한 연구 과제로 남아 있었다. 이에 아주대 공동 연구팀은 서로 다른 두 개 이상의 고분자를 물리적으로 혼합한 다성분계 고분자 블렌드의 자기조립(Self-assembly) 현상을 활용해 채널 타입 메조다공의 배향만이 선택적으로 조절된 2종의 모델 하드카본을 합성하고, 메조다공을 통한 칼륨 이온의 저장 및 이동 방식에 미치는 영향을 체계적으로 분석했다. 자기조립현상이란, 분자나 나노입자가 스스로 규칙적인 구조를 형성하는 과정을 말한다.연구진이 개발한 음극재 소재. 개방형 메조다공성 구형탄소의 TEM 이미지와 입자의 기공 형태를 나타내는 그림 개략도(왼쪽). 폐쇄형 메조다공성 구형탄소의 TEM 이미지와 입자의 기공 형태를 나타내는 그림 개략도(오른쪽)연구팀은 채널 타입 기공의 끝이 외부로 열린 개방형 메조다공성 하드카본과, 탄소벽 내부로 닫힌 폐쇄형 메조다공성 하드카본을 제조했다. 그리고 이 소재를 칼륨 이온 배터리의 음극재로 적용한 결과, 개방형 메조다공성 하드카본을 활용한 음극재가 폐쇄형 메조다공성 하드카본에 비해 약 30% 향상된 용량 및 출력 성능을 보임을 확인했다. 또한, 개방형 메조다공성 하드카본 음극재는 2만회의 충·방전 과정 이후에도 86%의 용량 유지율을 기록하며, 뛰어난 수명과 안정성을 입증했다. 연구팀은 메조다공 구조가 칼륨 이온 저장 활성점에 대한 접근성을 향상시켜 칼륨 이온 흡착 용량을 증가시키고, 칼륨 이온의 확산거리를 단축해 출력 특성을 개선함으로써 급속 충·방전 조건에서도 용량 감소 현상을 효과적으로 완화할 수 있음을 규명했다.황종국 아주대 교수는 “이번 연구를 통해 그동안 미지의 영역으로 남겨져 있던 하드카본 음극재의 구조와 성능 간의 연관성을 독립적으로 분석할 수 있는 기틀을 마련했다”라며 “이번 성과는 칼륨 이온 배터리는 물론 나트륨 이온 배터리 같은 차세대 에너지 저장 소재 개발에도 폭넓게 응용될 수 있을 것”이라고 전했다. 이어 “차세대 배터리에 활용될 고성능의 하드카본을 개발하기 위해서는 다공 구조가 음극재 성능에 미치는 영향을 명확히 이해하고, 이를 바탕으로 최적의 설계 원칙을 정립하는 것이 필수적”이라며 “이번 연구가 산업계의 하드카본 성능 최적화와 차세대 보급형 에너지 저장 기술의 발전에 중요한 역할을 할 것”이라고 덧붙였다. 이번 연구는 한국연구재단의 우수신진연구사업과 한국전력공사의 지원을 받아 수행됐다.아주대 공동 연구팀의 연구 내용이 실린 <어드밴스드 펑셔널 머티리얼즈(Advanced Functional Materials)> 표지. 개방형 메조다공성 구형탄소(오른쪽)에서 이온의 이동성이 폐쇄형 메조다공성 구형탄소(왼쪽)에 비해 크게 향상된 모습을 보여준다. 이와 같은 이온 이동성의 증가는 칼륨 이온 배터리 음극재의 고출력·장수명 성능을 획기적으로 향상시키는데 기여한다(이미지 제공 Wiley-VCH)
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3582
- 작성자이솔
- 작성일2025-03-04
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3580
- 작성자이솔
- 작성일2025-03-04
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- 작성자이솔
- 작성일2025-02-27
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- 작성자손예영
- 작성일2025-02-26
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- 작성자이솔
- 작성일2025-02-26
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2025학년도 신입생 입학식이 25일 오전 체육관에서 열렸다. 총 2347명의 신입생이 아주대의 새 가족이 됐다.입학식은 장우진 교무혁신처장의 학사보고로 시작해 ▲최기주 총장의 신입생 입학허가 선언 및 신입생 대표의 입학선서 ▲주한프랑스대사관 관계자 축사 ▲총장 특강 ▲아주팝스오케스트라 공연 순서로 진행됐다. 우리 학교 이승민 학생(문화콘텐츠)이 행사 사회를 맡았다. 신입생을 대표해 이한결(기계공학과, 위 사진 오른쪽)·강해민(경제정치사회융합학부, 위 사진 왼쪽) 학생이 모든 신입생들과 함께 ▲성실하게 학업에 정진 ▲용기 있게 도전 ▲타인과 약자를 배려 ▲더 나은 사회를 위해 기여하는 아주인이 되겠다고 선서했다.올해 아주인이 된 새내기는 공과대학 567명을 비롯해 첨단ICT융합대학 333명, 소프트웨어융합대학 240명, 자연과학대학 148명, 경영대학 217명, 인문대학 157명, 사회과학대학 200명, 의과대학 114명, 간호대학 74명, 약학대학 36, 첨단바이오융합대학 79명, 자유전공학부 173명 총 2347명이다.최기주 총장은 "건강한 신체에 건전한 정신이 깃든다“라며 ”학교의 여러 시설을 활용해 운동을 생활화하기를 조언한다“고 전했다. 또 우리 대학의 여러 글로벌 프로그램과 시설, 제도 등을 적극 활용해 두루 경험을 쌓고 많은 이들과 교류하며 역량을 쌓아가라고 조언했다. 한편 이날 입학식에 이어 신입생 학부모·보호자 대상 간담회도 진행됐다. 장우진 교무혁신처장(디지털미디어학과 교수)이 무대에 올라 아주대학교의 교육· 국제화·취업 지원·진로 프로그램에 대해 소개했다. 이후 질의응답 시간도 마련됐다. 간담회에는 특히 우리 학교 재학생과 졸업생들이 직접 참석해, 자신들의 경험을 나눴다. 류승화 학생(환경안전공학과)이 파란학기 참여 경험을 통해 창업에 나선 스토리를 소개했고, 신수민 학생(소프트웨어학과)은 다양한 교내·교외 장학과 파란학기·파란사다리 및 현장실습 프로그램에 대한 노하우를 밝혔다. 졸업생 이동건 동문(수학과, 현대차 재직)은 자신의 대학 생활 전반과 아주대의 여러 지원 프로그램에 대해 발표했다. 입학식에 참석한 새내기 아주인들신입생들에게 인사를 전하는 최기주 아주대 총장 주한프랑스대사관 소속 피에르 모르코스(Pierre Morcos) 문화참사관의 축사아주팝스오케스트라의 축하 연주
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- 작성자이솔
- 작성일2025-02-25
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2024학년도 학군단 63기 임관 축하 행사가 지난 20일 우리 학교 율곡관 강당에서 진행됐다. 더불어 64기 승급식과 65기 입단식도 함께 열렸다.이날 임관 축하 행사에서는 기수별로 ROTC 63기 15명이 소위로 임관했고, 64기 및 65기 후보생 15명이 새로 승급, 입단했다. 행사에는 최기주 총장과 김철영 학군단장, 이찬해 ROTC 동문회장, 강민철 기획처장, 학부모들도 함께 자리했다.임관 축하 행사는 ▲순국선열과 호국영령에 대한 묵념 ▲성적우수자 표창 및 상장 수여 ▲입단 신고 및 선서 ▲총장과 학군단장 훈시 ▲ROTC 동문회장 축사 순으로 진행됐다. 최기주 총장은 "여러분이 가는 길이 예상보다 험난할 수도 있지만, 든든한 선후배, 동기, 그리고 ROTC 동문회 선배들이 항상 응원하고 있다"며 "당당하고 힘차게 나아가자"고 격려했다.이찬해 ROTC 동문회장은 “ROTC 후보생들은 대한민국 육군의 미래를 책임질 중요한 인재들”이라며 “책임감과 희생정신을 바탕으로 강인한 리더로 성장하길 바란다”고 전했다.이번 임관 축하 및 승급·입단식을 통해 ROTC 63기 신임 장교들은 육군 소위로서 2월28일 충북 괴산 육군학생군사학교에서 임관식을 거쳐, 3월부터 본격적인 군 생활을 시작한다. 2024학년도 학군단 우수 후보생 표창 대상자는 다음과 같다.◆대학총장상 표창 – 행정학과 장현우◆ROTC 중앙회 표창 - 정치외교학과 이병윤◆아주대 ROTC 동문회장 표창디지털미디어학과 임소연, 경제학과 공대영◆학군단장상 표창교통시스템공학과 김규민·이환인·김성진·임수빈, 국어국문학과 김문석, 건설시스템공학과 조윤호, 건축학과 박시현, 사학과 최도훈, 사회학과 한상준, 정치외교학과 김태희·정동은
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3570
- 작성자손예영
- 작성일2025-02-25
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3568
- 작성자이솔
- 작성일2025-02-24
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- 작성자이솔
- 작성일2025-02-24
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아주대학교 2024학년도 학위수여식이 21일 오후 2시 연암관 대강당에서 개최됐다.학위수여식의 사회는 아주대 동문인 정다희 MBC 아나운서(영문 10)가 맡았다. 행사는 국민의례와 장우진 교무혁신처장의 학위수여 보고로 시작해 ▲학위수여식사(최기주 총장) ▲시상 ▲학위수여 ▲교가 제창 순으로 이어졌다. 학교법인 대우학원의 김선용 이사장과 한상욱 아주대학교의료원장, 최중원 총동문회장을 비롯해 각 대학 학장과 교수·직원들이 함께 자리해 축하를 보냈다.이번 2024학년도에는 학사 2117명, 석사 349명, 박사 138명이 학위를 받았다(2024.8 졸업자, 2025.2 졸업자 포함).학위수여식사를 통해 최기주 총장은 “훌륭한 아주의 졸업생들을 낳고 길러주신 학부모님들께 가장 먼저 감사를 드린다”라며 “졸업생 여러분을 완전히 떠나보낸다고 생각하지 않으며, 언제든 모교를 잊지 말고 찾아달라”고 말했다. 이어 “영문으로는 ‘commencement’인 졸업식은 새로운 시작을 의미한다”라며 “앞으로 펼쳐질 여러분의 여정을 기대하며, 그 길이 빛날 수 있도록 언제나 응원할 것”이라고 덧붙였다. 2024학년도 학위수여식 수상자 명단은 다음과 같다.◆이사장상 – 소프트웨어융합대학 박신영◆총장상공과대학 박시형, 정보통신대학 신규민, 자연과학대학 공다은, 경영대학 조은정, 인문대학 이희재, 사회과학대학 박휘곤, 간호대학 성은제, 약학대학 강다희◆아주인상공과대학 장헌영, 정보통신대학 이호선, 소프트웨어융합대학 이재준, 자연과학대학 류준호, 경영대학 박성우◆공로상 – 사회과학대학 이홍서◆총동문회장상 – 공과대학 이원재◆주한프랑스대사상 – 인문대학 정제니퍼◆우수논문상 – 일반대학원 기계공학과 홍인식학위수여식에 참석한 아주대 졸업생들율곡관 앞 잔디밭에서 기념촬영하는 졸업생들아주대 상징물인 선구자상 앞의 졸업생들과 축하를 전하는 동료 선후배들빛나는 미래를 향해- 아주인의 새출발을 응원합니다
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3564
- 작성자이솔
- 작성일2025-02-21
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- 작성자이솔
- 작성일2025-02-20
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- 작성자이솔
- 작성일2025-02-19
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