정리수납전문가 전기차 시대가 열리면서 더 멀리 더 오래 달릴 수 있는 배터리에 대한 연구가 활성화되고 있다. 기존 리튬이온 배터리의 용량 한계를 뛰어넘을 차세대 기술로 주목받고 있는 것이 리튬금속 배터리다. 그러나 리튬금속 배터리는 충전 과정에서 바늘 모양 결정인 ‘덴드라이트’가 자라 수명을 단축시키고 화재 위험을 높이는 문제가 있어 상용화에 어려움을 겪어 왔다.
국내 연구진이 이런 문제를 해결할 수 있는 핵심 기술을 개발했다. 카이스트(KAIST)는 최남순 생명화학공학과 교수팀과 홍승범 신소재공학교 교수팀이 곽상규 고려대 교수팀과 함께 리튬금속 배터리의 가장 큰 난제인 ‘계명 불안정성’을 전자 구조 수준에서 해결할 수 있는 기술을 개발했다고 24일 밝혔다.
계면 불안정성은 충전과 방전 과정에서 전극과 전해질이 맞닿는 경계면이 고르게 유지되지 못하는 현상을 말한다. 이는 리튬이 바늘처럼 자라나는 덴드라이트가 형성돼 배터리 수명 저하와 내부 단락, 화재 위험을 가져오는 요인으로 지목돼 왔다. 리튬금속 배터리 상용화를 가로막는 가장 큰 원인이기도 하다.
연구진은 배터리 전해질에 ‘티오펜(Thiophene)’을 첨가해 전극 표면에 리튬 이온이 안정적으로 이동할 수 있는 ‘지능형 보호막’을 구현하는 방법으로 문제를 해결했다. 지능형 보호막은 전자 구조가 스스로 재배열되도록 하는 특징을 갖는다. 리튬 이온이 이동할 때마다 보호막 내부의 전하 분포가 유연하게 변하며 최적의 통로를 만들어주기 때문이다. 교통량에 따라 차로를 조정하는 스마트 교통시스템과 비슷한 원리다.
연구결과 지능형 보호막은 뛰어난 안정성을 나타냈고, 고속 충전 환경에서도 덴드라이트 성장을 효과적으로 억제하며 배터리 수명을 늘려주는 것으로 확인됐다. 연구진은 이번 기술이 리튬 인산철과 리튬 코발트 산화물, 리튬 니켈-코발트-망간 산화물 등 현재 널리 쓰이는 다양한 배터리 양극 소재에 사용될 수 있다고 설명했다.
최남순 교수는 “이번 연구 성과는 리튬금속 배터리 사용화를 가로막던 최대 장벽인 초고속 충전 문제를 근본적으로 해결할 수 있는 돌파구를 제시했다는 점에서 큰 의미가 있다”며 “특정 배터리 유형에 한정되지 않고 기존 전기차 배터리 시스템 전반에 폭넓게 적용 가능해 산업 전반에 미칠 파급효과가 크고, 고성능 배터리가 필요한 다양한 미래 산업 분야에 활용될 것으로 기대한다”고 말했다.
■방세자씨 별세, 오기석·지석·현주씨 모친상, 서영 SBS Biz 기자 조모상=24일 울산 국화원. 발인 26일 (052)269-4444
■김진섭씨 별세, 해숙·명희·금희·은혜씨 부친상, 박용후 피와이에이치 대표(전 카카오·우아한형제들 홍보이사) 장인상=23일 원주의료원. 발인 26일 (033)760-4644
■김춘자씨 별세, 이상권·상미·나영·미영씨 모친상, 승현씨(연합뉴스 공익사업부 근무) 조모상=23일 고양 명지병원. 발인 25일 (031)810-5444
전국에 산불 발생 우려가 커지는 와중에 산불관리 책임자인 김인호 산림청장(사진)이 음주운전으로 직권면직됐다. 이재명 대통령은 “위법행위가 확인됐다”며 김 청장을 직권면직 조치했다. 강풍과 건조한 날씨 속에 전국 곳곳에 산불이 잇따르고 있지만 산불관리 책임자의 공백으로 대응에 허점을 노출할 수 있다는 우려가 제기됐다.
청와대는 지난 21일 “이재명 대통령은 산림청장이 중대한 현행 법령 위반행위를 하여 물의를 야기한 사실을 확인하고 직권면직 조치했다”고 밝혔다. 김 전 청장은 지난 20일 오후 10시50분쯤 경기 성남시 분당구 신기사거리에서 음주 상태로 승용차를 몰다가 횡단보도를 건너던 보행자를 칠 뻔한 뒤 버스와 승용차 등 차량 2대를 잇달아 들이받은 혐의를 받는다.
김 전 청장은 지난해 6월 국민추천제를 통해 차관급 정무직인 산림청장 직위에 본인을 추천하면서 서류에 경기도·성남시 정책자문, 성남의제21실천협의회 등 이력을 적시했다.
이런 가운데 주말 사이 전국 곳곳에서 산불이 잇따라 발생하며 대형 산불 불안감이 커지고 있다. 22일 산림청 집계를 보면 지난 21일부터 이틀 동안 서울·경기·강원·경남·경북·전북·충남·충북 등 전국에서 총 19건의 산불이 발생했다. 21일 하루에만 12건의 산불이 일어났고, 이날에도 경기와 경북, 울산, 강원에서 산불 7건이 추가로 발생했다. 2월에 하루 10건 이상의 산불이 일어난 것은 이례적이다. 최근 건조한 날씨가 계속되는 가운데 강풍까지 몰아친 결과로 보인다.
산불은 인명피해 없이 대부분 진화됐지만, 21일 오전 9시14분 경남 함양군 마천면에서 발생한 산불은 이날 오후 5시 기준 진화율 57%를 보이며 이틀째 확산됐다. 산불 영향 구역은 66㏊로, 산림당국은 진화 헬기 45대와 진화 차량 35대, 인력 507명 등 가용 자원을 총동원해 밤새 불길을 잡는 데 총력을 기울였다.
21일 오후 1시35분쯤 충남 서산시 대산읍에서 발생한 산불은 대응 2단계까지 상향된 끝에 약 5시간 만에 주불이 진화됐다. 한때 이 산불은 국내 최대 규모의 석유비축기지인 대죽자원비축산업단지 방향으로 번지며 긴장감이 고조됐다. 22일 오후 7시22분쯤 강원 고성군 토성면에서도 산불이 발생해 강풍을 타고 확산하자 소방당국은 대응 2단계를 발령하고 인근 주민들을 대피시켰다.
고기연 한국산불학회장은 “수장 공백으로 심리적 위축이 있을 수 있고 대외적 지원 조정 과정에서 일부 영향이 있을 가능성은 있다”며 “본격적인 봄철 산불 기간에 접어든 만큼 현장대책본부를 중심으로 매뉴얼에 따른 초동 대응과 자원 투입이 무엇보다 중요하다”고 말했다. 박은식 산림청장 직무대리는 “대비태세를 강화하고 발생 즉시 가용 자원을 총동원해 국민의 생명과 재산을 지키겠다”고 했다.

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