가천대학교는 최근 최정현 화공생명배터리공학부 교수가 영국왕립화학회에서 발행하는 재료화학 분야 학술지 'Journal of Materials Chemistry A'(JMCA)의 '2026 차세대 신진연구자'로 선정됐다고 19일 밝혔다.
JMCA 차세대 신진연구자는 매년 전 세계 재료화학 분야의 독립적 연구 경력 초기 단계에 있는 신진 연구자 가운데 미래 연구 방향에 영향을 미칠 잠재력을 가진 학자를 선정하는 제도다. 선정된 연구자에게는 대표 연구를 초청 논문 형태로 게재할 기회가 주어진다.
최 교수는 'A uniform lithium ion flux and robust interphase enabled by an anion anchoring additive for high energy density Si-based anodes'(음이온 고정형 첨가제를 활용한 고에너지밀도 실리콘 기반 음극의 균일 리튬 이온 플럭스 및 안정 계면 구현)라는 논문을 발표했다. 이 논문은 JMCA 'HOT Paper'와 3월 표지논문으로 동시 선정됐다.
연구에는 이동수 가천대 배터리공학전공 교수와 정인철 한국지질자원연구원 박사가 참여했다. 이들은 차세대 리튬이온배터리의 에너지밀도를 높일 수 있는 실리콘과 흑연 복합 음극의 고질적 한계를 해결했다.
실리콘 음극은 기존 배터리에 사용되는 흑연보다 에너지 저장 용량이 10배 이상 크지만, 충·방전을 반복하는 과정에서 부피가 크게 팽창하고 수축해 배터리 성능이 빠르게 저하된다. 배터리 내부에서 리튬 이온이 고르게 이동하지 못하면 전극이 손상돼 수명이 짧아지는 문제도 발생한다.
최 교수팀은 계면 안정화 첨가제를 활용해 배터리 전극 내부에서 리튬 이온이 균일하게 이동하도록 만들고, 충·방전 과정에서 발생하는 전극 손상을 줄이는 데 성공했다. 이를 통해 배터리 성능 저하와 부피 팽창 문제를 개선했으며 한 번 충전으로 더 오래 사용할 수 있는 차세대 고에너지밀도 리튬이온배터리의 상용화 가능성을 높였다.
최 교수는 "이번 연구는 간단한 첨가제 설계만으로 실리콘 음극의 고질적 문제를 효과적으로 해결할 수 있음을 보여준 사례"라며 "앞으로도 차세대 고에너지밀도 배터리 상용화를 위한 후속 연구를 이어갈 것"이라고 말했다.
2024년 가천대 화공생명배터리공학부 조교수로 부임한 최 교수는 '차세대 에너지 소재 및 공정 연구실'을 운영하고 있다. 현재 리튬이온과 리튬금속 배터리 전극 소재 및 공정, 건식 전극 기술 등 차세대 이차전지 핵심 기술 분야 연구를 수행 중이다.