SAINT 박현서 원우, 고에너지 밀도 바이메탈 음극소재 연구로 기후에너지환경부 장관상 수상

▲ 성균나노과학기술원(SAINT) 박현서 원우

성균나노과학기술원(SAINT) 나노과학기술학과 박현서 원우는 2025년 10월 16일 서울에서 열린 ‘기후에너지 일자리 박람회 인력양성 우수성과 시상식’에서 기후에너지환경부 장관상을 수상하였다.

이번 시상식은 에너지 인력양성 사업에 참여해 탁월한 성과를 거둔 연구실과 학생을 선별하여 사업의 우수성과를 널리 알리기 위해 마련되었다. 리튬이온배터리는 화학에너지를 전기에너지로 변환하는 핵심 장치로, 최근 전 세계적으로 탄소중립 실현을 위한 핵심 기술로 주목받고 있다. 그러나 전기자동차 및 에너지 저장시스템(ESS)에 요구되는 고에너지 밀도의 배터리 구현을 위해서는, 여전히 alloying계 음극 소재의 내구성 문제를 해결해야 하는 과제가 남아 있다. 박현서 원우는 이번 연구에서 냉각속도(cooling rate) 조절을 통한 새로운 미세구조(microscale)의 바이메탈 음극소재를 합성하고, 충·방전 과정에서의 부피 팽창 거동을 실시간(in-situ)으로 분석하여 완충 효과를 정량적으로 규명하였다. 특히 응력 시뮬레이션 (stress simulation) 결과를 통해 기존에 밝혀지지 않았던 균일한 바이메탈 구조가 내부 응력 변화를 효과적으로 완화함을 확인하였으며, 완충효과가 미약한 벌크형 바이메탈보다 우수한 용량 안정성을 입증하였다. 이를 통해 바이메탈 음극소재의 완충 메커니즘과 설계 전략을 구체화하였다.

이번 연구는 전기화학적 분석기법과 시뮬레이션을 융합하여 높은 에너지 밀도와 우수한 내구성을 동시에 구현할 수 있는 새로운 음극소재를 제시함으로써, 기존 바이메탈계 소재의 수명 한계를 극복한 혁신적 성과로 주목받았다. 본 연구결과는 소재과학 분야 세계적인 학술지인‘Advanced Functional Materials’에 7월 25일에 온라인 게재되었으며, 박현서 원우의 이번 수상은 기후에너지 분야 인재 양성과 연구 성과의 모범 사례로, 향후 지속 가능한 에너지 소재 개발에 큰 기여를 할 것으로 기대된다.