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KAIST 신소재공학과 홍승범 교수팀

KAIST 신소재공학과 홍승범 교수팀이 차세대 배터리 개발의 청신호를 켰다.

홍 교수팀은 원자간력 현미경의 한 모드인 전기화학 변위 현미경을 이용해 리튬이온전지 소재 내부의 이온 이동 특성을 나노미터 수준에서 정량적으로 측정하는 방법을 개발했다고 13일 밝혔다.

전기화학 변위 현미경은 나노 크기의 탐침에 전압을 가했을 때, 이온의 이동이 유발하는 시료 표면의 변형을 측정하는 기술로서, 이 변형을 발생시킨 이온의 양과 이온의 이동도 등을 간접적으로 측정할 수 있게 도와주는 기술이다.

연구진은 비행시간형 2차 이온 질량 분석법과 유도결합 플라즈마 분광분석기를 이용해 고체 전해질 시료의 깊이에 따른 이온 분포를 정량적으로 계산하고, 전기화학 변위 현미경 결과와의 캘리브레이션에 성공했다.

이후 연구진에 의해 고안된 직류 전압 펄스를 시료의 깊이에 따라 가했으며, 전기장에 의해 표면으로 이동했다가 다시 내부 쪽으로 확산하는 이온을 전기화학 변위 현미경으로 영상화했다.

특히 해당 펄스를 설계하는 과정에서 기존 전기화학 변위 현미경 사용에 대한 오류를 지적하고, 개선된 사용 방법에 대해 안내했다. 결과, 연구팀은 시간 및 거리의 함수로 이온의 이동 과정을 영상화하는 데 성공했다.

[전국매일신문] 대전/ 정은모기자
J-em@jeonmae.co.kr

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