드론용 장수명 전지 개발...이중기 KIST 박사 연구팀 개발
드론용 장수명 전지 개발...이중기 KIST 박사 연구팀 개발
  • 김민식
  • 승인 2018.07.03 08:59
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▲ 전기자동차·드론에 사용 급속충전용 고용량 ·장수명 전지 개발 (사진=KIST)


리튬이온전지는 전기자동차용 전원으로 개발되고 있으나 긴 충전시간 반복되는 충·방전 과정을 거치면 성능이 현격하게 떨어지는 것이 문제다.


이중기 한국과학기술연구원(KIST) 에너지저장연구단 박사팀은 급속 충·방전 조건하에서도 고용량, 장수명이 가능한 신개념 리튬이차전지 음극 소재를 개발했다.


KIST 연구진은 열 증발·증착 장치를 사용하여 아주 우수한 탄성을 지니는 플라즈마 중합 탄소구조체를 제조했다. 동시에 화학증착방법을 이용하여 수 나노크기로 주석입자를 균일하게 분산시켰다. 연구진은 이처럼 서로 다른 두 개의 복합공정을 이용하여 새로운 개념의 이차전지 소재를 제조했다.


이 소재는 우수한 탄성을 지녀 충·방전 시 발생되는 부피 팽창을 극복할 수 있다. 또 산화주석막과 플라즈마 중합된 탄소구조체 사이에 형성된 반도체 접합 구조 계면은 리튬이온과 전자의 이동속도를 가속시켜 고출력, 고용량이 가능하게 할 수 있다.


이를 전지에 적용하면 충·방전 시 단위시간 당 이동되는 리튬이온의 속도를 증가시키면서도 계면저항을 최소화시킴으로서 급속충전 상태에서도 장시간 고용량 상태를 유지시킬 수 있다.


이렇게 개발한 리튬이온전지용 음극재는 충·방전 시간 50분으로 약 5000회를 반복하여도 97.18%의 성능(기존 이차전지 대비 약 3배)을 유지했다. 또한 급속 충·방전 시간인 4분으로 실험했을 때, 기존 이차전지 대비 1.5배의 성능을 보였고, 충·방전 350회의 반복에도 99% 이상의 성능 유지를 나타내는 현상을 실험적으로 확인했다.


이중기 KIST 박사는 “반도체 접합 구조 계면특성을 가진 리튬이차전지 음극재 합성 기법 및 개선 방안은 차세대 급속 충전용 전기자동차 및 무선이동원인 드론, 근력증강 로봇 등의 전원설계에 응용 가능하다"면서 "무선 이동원의 핵심 디바이스 설계에도 새로운 접근방법을 제시할 것으로 전망된다.“고 밝혔다.


과학기술정보통신부지원으로 KIST 기관고유사업, 한국연구재단 중견연구자사업을 통해 수행된 이번 연구 결과는 국제 학술지인 ‘ACS 나노' 최신호에 온라인 논문으로 실렸다.


▲ 영진전문대 대구경북무인항공전문교육원(경북 칠곡군)에서 교육생들이 실시시험에 대비, 실습교육을 받고 있다. (사진=영진전문대)


◆ 영진전문대, 산업용 드론 인재양성 나서


영진전문대가 산업용 드론 인재양성에 본격 나선다.


영진전문대(이하 영진)는 대구지역 전문대학 최초로 국토교통부가 지정한 '초경량비행장치 전문교육기관'으로 지정, 지역 내 산업용 드론 인재양성에 숨통이 트이게 됐다고 2일 밝혔다. 


영진에 따르면 대구경북무인항공전문교육원(이하 교육원)이 최근 한국교통안전공단의 현장 점검을 거처 국토교통부(이하 국토부)가 지정하는 '초경량비행장치 전문교육기관'에 최종 지정됐다. 


이에 따라 교육원에서 이론과 실기 60시간을 수료한 교육생은 '초경량비행장치'(이하 드론) 실시시험 응시 자격이 부여된다. 실시시험은 매월 한 차례 교육원에서 응시할 수 있다.


경북 칠곡군 지천면에 위치한 교육원은 영진 글로벌캠퍼스 부지에 조성됐다. 모의 비행 교육 장비(시뮬레이터)를 갖춘 이론교육장과 2개의 야외 드론비행 실습장을 갖추고 있다. 또 교육용 무인멀티콥터(산업용 드론), 방제용 드론, 실습용 소형드론, 영상촬영용 드론 등을 교육용으로 확보했다. 


교육은 평가교관 1명, 지도조종자 2명이 담당한다. 또 전문지도교관 1명이 지도 조종를 맡는 등 연간 약 160명의 드론조종 전문인력을 양성할 계획이다.


김상태 교육원장(전자정보통신계열 교수)은 "교육원은 드론 조종자 교육뿐만 아니라 특성화 교육을 통해 새로운 일자리를 창출하는 등 드론 산업의 선도적인 역할에 최선을 다할 것"이라고 밝혔다.


한편 교육원은 올초 경북소방본부 인력, 일반인 대상 교육을 가졌고, 한국교통안전공단(TS) 재직자들 및 대구시 소방업무 관계자를 대상으로 자격과정도 개설했다. 하계방학 기간 일반인까지 확대해 드론 국가자격증과정을 운영할 방침이다. 

FINTECHPOST


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