국민대 김민수·이정훈 학생, SCI급 학술지에 논문 게재

학부생 연구 성과

고안정성 배터리 음극 소재 개발 기여

[서울=뉴시스] 국민대 나노전자물리학과 김민수 학생(왼쪽), 이정훈 학생. (사진=국민대 제공) 2025.12.18. [email protected] *재판매 및 DB 금지

[서울=뉴시스]박시은 인턴 기자 = 국민대는 본교 나노전자물리학과 김민수·이정훈 학생이 소재·재료과학 및 응용 분야 과학기술논문인용색인(SCI) 학술지인 엠디피아이 머터리얼즈(MDPI Materials)에 논문을 게재했다고 18일 밝혔다.

이번에 게재된 논문의 제목은 '장기 사이클링 특성을 갖는 중공 메조포러스 실리카 나노입자에 관한 연구(A Study on Hollow Mesoporous Silica Nanoparticles with Long-Term Cycling)'다. 

두 학생은 중공 메조포러스 실리카의 구조적 특성을 활용한 이차전지 음극재 장기 충·방전 안정성 향상에 연구 초점을 맞췄다.

이차전지 음극 활물질은 휴대용 전자기기 및 전기화학적 에너지 저장 장치의 안정적 구동을 좌우하는 핵심 요소다. 

이는 높은 에너지 밀도와 함께 장기 충·방전 과정에서도 구조적 안정성과 전기화학적 신뢰성이 동시에 요구된다.

특히 실리콘·실리카 기반 음극재는 높은 이론 용량이라는 장점이 있지만, 충·방전 과정에서 부피 팽창과 구조적 불안정성으로 인해 쿨롱 효율 및 장기 사이클에 있어 불안정하다.

이에 해당 연구에서는 약물 전달 물질로 연구됐던 중공 메조포러스 실리카 나노입자를 활용했다. 그 구조적 특성을 음극 활물질로 적용해 높은 전류 밀도 조건에서도 우수한 쿨롱 효율과 안정적인 사이클 성능을 제공함을 확인했다.

이를 통해 활물질의 구조적 설계로 향후 고안정·고신뢰성 리튬이온 배터리 음극 소재 개발에 기여할 것으로 기대된다.

연구를 지도한 심인보 국민대 나노전자물리학과 교수는 "이번 성과는 현장 경험이 부족한 학부생이라도 교과과정 외의 범위를 주도적으로 탐구하며 우수한 연구 성과를 낼 수 있음을 보여준 사례"라고 말했다.

한편 이번 연구는 첨단분야 혁신융합대학 차세대통신사업단 및 국민대 산학협력단 학부생 연구참여 프로그램(UROP)의 지원을 받아 진행됐다.


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