경상국립대 김주형 교수팀, '탄소섬유 구조체 기반 구조전지 전극 복합재' 개발

경상국립대 김주형 교수팀, '탄소섬유 구조체 기반 구조전지 전극 복합재' 개발

우주·항공·방산 분야 적용 가능성 열어

기사승인 2025-12-11 10:40:51 업데이트 2025-12-11 13:18:03
경상국립대 나노신소재융합공학과 및 공과대학 나노·신소재공학부(세라믹공학전공) 김주형 교수(경상국립대 그린에너지융합연구소 전지연구센터장) 연구팀이 탄소나노튜브(CNT)와 석영 직물(QWF, quartz woven fabric)을 결합한 구조전지용 전극 복합재를 개발하며 차세대 구조배터리 상용화의 가능성을 제시했다.

이번 연구는 사성파워와 공동으로 수행됐으며, 김 교수 연구팀의 석사과정 연구원인 황휘령 씨가 참여했다. 경기도 화성시에 위치한 사성파워는 하이브리드 구조전지 및 관련 응용 부품을 제조하는 기업으로, 구조전지 분야에서 지속적인 연구개발을 이어오고 있다.

연구팀이 개발한 구조전지용 전극은 단순 에너지 저장 기능을 넘어 기계적 하중을 견딜 수 있는 구조체 역할을 동시에 수행한다. 특히 CNT와 석영 직물 기반의 탄소섬유 구조체는 높은 기계적 강도와 우수한 전기화학적 안정성을 확보한 것으로 나타났으며, 기존 전극에 사용되는 알루미늄 집전체를 대체할 수 있는 잠재력도 확인했다.

이는 경량성과 고신뢰성이 필수적인 우주항공 및 방위산업 분야에서 구조전지를 적용할 수 있는 길을 여는 중요한 성과로 평가된다.

김주형 교수팀과 사성파워는 이번 연구를 기반으로, 현재 활발히 진행 중인 준고체 및 전고체 전지 기술과 구조전지를 융합하는 연구를 추진하고 있다. 양측은 "구조전지의 경량성·기계적 안정성과 전고체 전지의 내구성·안전성이 결합될 경우, 우주항공기나 드론 등 차세대 항공 플랫폼에서도 안정적인 구동이 가능할 것"이라고 전망했다.

이번 성과는 경상국립대와 사성파워가 장기간 이어온 산학 협력의 결실이며, 단순 실험실 성과를 넘어 상업화를 목표로 한 기술 개발 단계로 발전하고 있다는 점에서 의미가 크다.

한편, 연구 결과는 화학 및 재료 과학 분야 국제 우수 학술지인 '에너지 머티리얼즈(Energy Materials)'(Impact Factor 11.2, JCR 상위 10.2%)에 게재돼 연구의 우수성을 인정받았다.

강연만 기자
kk77@kukinews.com
강연만 기자