상용 리튬이온배터리는 휴대용 기기부터 고출력 전기자동차에 이르기까지 일상생활 전반을 구동하는 데 필수적이다. 기존 리튬이온배터리에서 가연성 액체 전해질을 사용하는 현재의 방식은 위험을 수반하므로, 안전하고 신뢰할 수 있는 고체 전해질의 개발이 요구된다. 그러나 고체 전해질의 이온 전도도는 액체 전해질에 비해 경쟁력이 부족하다. 이에 본 연구에서는 이온 전도도가 향상된 Li1·5Al0·3Si0·2Ti1·7P2·8O12 (LASTP) 분말을 합성하고, 이를 전고체전지(ASSB)에서 고체 전해질로서의 성능을 평가하였다. LASTP 합성에는 용액 기반의 간편한 방법을 사용하였으며, 소결 및 열처리(석회화/칼시네이션) 온도를 최적화하였다. 그 결과, 1050 °C에서 소결한 LASTP는 상대밀도 96.84%로 가장 높았고, 이온 전도도는 9.455 × 10−4 S/cm로 가장 우수했으며, 활성화 에너지(Ea)는 0.226 eV로 가장 낮았다. 전기화학적 성능 평가는 Li/LASTP/Li(Ni0·65Co0·15Mn0.20)O2 전고체 구성으로 동전형 셀을 조립하여 수행하였다. 또한 전극과 고체 전해질 사이에 전기방사된 폴리머 도전성 필름(PVDF-HFP)을 추가하여 계면 저항을 감소시켰다. 그 결과, 전고체전지는 0.1C에서 탁월한 방전 용량(205.3 mAh/g)을 보이며 안정적이고 높은 성능을 나타냈고, 0.2C 조건에서도 100사이클 이후에도 보유율 85.3%로 구동이 가능했다. 따라서 본 연구는 LASTP 고체 전해질이 차세대 안전한 전고체전지용 유망한 소재임을 시사한다.

상용 리튬이온배터리는 휴대용 기기부터 고출력 전기자동차에 이르기까지 일상생활 전반을 구동하는 데 필수적이다. 기존 리튬이온배터리에서 가연성 액체 전해질을 사용하는 현재의 방식은 위험을 수반하므로, 안전하고 신뢰할 수 있는 고체 전해질의 개발이 요구된다. 그러나 고체 전해질의 이온 전도도는 액체 전해질에 비해 경쟁력이 부족하다. 이에 본 연구에서는 이온 전도도가 향상된 Li1·5Al0·3Si0·2Ti1·7P2·8O12 (LASTP) 분말을 합성하고, 이를 전고체전지(ASSB)에서 고체 전해질로서의 성능을 평가하였다. LASTP 합성에는 용액 기반의 간편한 방법을 사용하였으며, 소결 및 열처리(석회화/칼시네이션) 온도를 최적화하였다. 그 결과, 1050 °C에서 소결한 LASTP는 상대밀도 96.84%로 가장 높았고, 이온 전도도는 9.455 × 10−4 S/cm로 가장 우수했으며, 활성화 에너지(Ea)는 0.226 eV로 가장 낮았다. 전기화학적 성능 평가는 Li/LASTP/Li(Ni0·65Co0·15Mn0.20)O2 전고체 구성으로 동전형 셀을 조립하여 수행하였다. 또한 전극과 고체 전해질 사이에 전기방사된 폴리머 도전성 필름(PVDF-HFP)을 추가하여 계면 저항을 감소시켰다. 그 결과, 전고체전지는 0.1C에서 탁월한 방전 용량(205.3 mAh/g)을 보이며 안정적이고 높은 성능을 나타냈고, 0.2C 조건에서도 100사이클 이후에도 보유율 85.3%로 구동이 가능했다. 따라서 본 연구는 LASTP 고체 전해질이 차세대 안전한 전고체전지용 유망한 소재임을 시사한다.

본 연구에서는 스퍼터링과 수열 합성법을 통해 SSM 기판 위에 MoS 2 /TiO 2 복합 광애노드를 제작하여 광전기화학(PEC) 성능을 향상시키는 효율적인 이종접합 구조를 형성하였다. 구조 및 광학 특성 분석을 통해 MoS 2 와 TiO 2 의 성공적인 통합이 확인되었으며, 그 결과 가시광 흡수 향상, 전하 수송 개선, 촉매 활성 증가가 나타났다. 광전기화학 측정 결과 0.91 V RHE에서 102.21 μA/cm 2 의 광전류 밀도가 관찰되었고, 이는 TiO 2 /SSM 대비 15.4 % 향상된 수치이다. 또한 가해-바이어스 광자-전류 효율(ABPE)이 53.7 % 증가하였다. 전기화학 임피던스 분광법은 전하 전달 저항이 유의하게 감소했음을 시사하며, 수소 생성 실험에서는 TiO 2 /SSM 대비 2.7배 증가가 관찰되었다. 이러한 결과는 SSM의 구조적 이점과 결합된 MoS 2 및 TiO 2 의 시너지 효과를 강조하며, 태양광 구동 수소 생산을 위한 유망한 전략을 제공한다. • 다공성 SSM 위에 가시광 활성 MoS 2 /TiO 2 이종접합 광애노드를 제작하였다. • 올레일아민 제어를 통해 MoS 2 의 형태를 최적화하여 전하 분리와 PEC 활성을 향상시켰다. • 다공성 및 전도성 SSM이 전해질 접근성, 광 수확, 촉매 반응을 향상시켰다. • MoS 2 /TiO 2 /SSM은 1.23 V RHE에서 245.6 μA cm −2, ABPE 1.38 %를 달성하였으며, 이는 TiO 2 /SSM 대비 2.7배 높은 값이다.