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휴대전화 30초내 충전되는 초고속 충전기술 개발


휴대전화와 노트북의 충전 시간을 획기적으로 줄이는 방법을 재미(在美) 한인 공학도가 알아냈다.
이 기술을 사용하면 30초 안에 휴대전화를 충전할 수 있게 된다.

미국 매사추세츠공대(MIT) 재료공학과 박사과정에 재학 중인 강병우(사진·34) 씨를 포함한 연구팀은 배터리 안에서 전하가 빠르게 통과할 수 있도록 ‘우회도로’를 뚫어 충전시간을 최소 20배 빠르게 만든 신개념 기술을 개발했다고 밝혔다.
이번 연구에는 강 씨가 제1저자로 참여했으며 결과는 영국에서 발행하는 과학저널 ‘네이처’ 12일자에 실렸다.





MIT 박사과정생 강병우 씨 ‘네이처’ 논문에서


보통 휴대용 전자기기의 배터리는 양극과 음극, 전류가 흐르는 전해질로 이뤄져 있다. 리튬이온 배터리의 경우 리튬이온이 양극에서 출발해 전해질을 통과한 뒤 음극 쪽으로 이동하면서 충전이 된다. 그동안 과학자들은 리튬이온이 양극 내부 ‘터널’을 느리게 통과하기 때문에 충전 속도를 높이는데 한계가 있다고 추정해왔다. 터널은 리튬이온이 양극 내부를 가로지르는 길을 의미한다.

연구팀은 5년전 지금까지 알려진 바와 달리 터널 속을 아주 빠르게 이동하며 터널 입구에서 일어나는 ‘병목현상’ 때문에 충전속도가 느려진다는 사실을 처음 밝혀냈다. 이를 해결하기 위해 강 씨는 터널 입구를 서로 이어주는 통로를 만드는 방식을 고안해냈다. 실험 결과 보통 1시간 반~3시간 걸리는 휴대전화 충전이 30초 이내로 단축되며 플러그를 꽂아 전기차를 충전한다면 30분 가량 걸리는 것으로 나타났다.

강 씨는 “이 기술은 병목현상이 일어나지 않는 또 다른 터널 입구로 리튬이온이 재빨리 옮겨갈 수 있도록 일종의 우회 도로를 터줘 같은 시간 안에 보다 많은 리튬이온이 양극 내부를 빠른 속도로 통과하게 만든 원리”라며 “전기차 충전시 가정에서 간편하고 빠르게 충전할 수 있는 기술로 응용된다면 차세대 자동차로 주목받고 있는 ‘플러그인 하이브리드카’의 대중화에 기여할 것”으로 기대했다.

강 씨는 2003년 서울대 재료공학부를 졸업하고 MIT 석사를 거쳐 현재 박사과정에 몸담고 있다.

 

 

 

 


서영표 동아사이언스 기자 sypyo@donga.com



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