[이데일리 김응열 기자] 중앙대가 전기자동차와 대규모 에너지저장장치(ESS)의 화재 안전성을 높일 수 있는 다기능 열관리 복합소재를 개발하는 데 성공했다.

중앙대 김주헌 화학공학과 겸 지능형에너지산업융합학과 교수 연구팀은 바이오 기반 다기능 열관리 복합소재를 개발했다고 3일 밝혔다.

전기자동차와 ESS에 사용되는 리튬이온 배터리는 충·방전이나 내부 단락으로 과도한 열이 발생할 수 있다. 이 열이 인접한 셀로 빠르게 전달되면 연쇄적인 온도 상승과 화재를 동반하는 열폭주로 이어질 수 있다.

이를 막기 위해 고분자 폼, 세라믹 섬유, 에어로겔 등의 단열재가 활용돼 왔다. 그러나 기존 소재는 열전달을 늦출 뿐 내부에서 발생한 열을 직접 흡수하기 어렵다는 한계가 있다. 반면 열을 흡수·저장하는 상변화 소재는 고체에서 액체로 변하는 과정에서 온도 상승을 완화할 수 있으나 액상화에 따른 누출과 구조 손상 문제가 뒤따랐다.

연구팀은 이를 해결하기 위해 에어로겔의 단열 기능과 상변화 소재의 잠열 저장 기능을 하나의 복합소재에 결합했다. 이를 통해 열의 전파를 늦췄고 발생한 열을 흡수했다. 또 상변화 과정에서 발생하는 누액 현상까지 억제했다.

중앙대는 이번 연구 성과가 전기자동차 배터리 모듈과 팩, 대규모 ESS 등에서 활용될 수 있다고 기대하고 있다.