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전남대학교 공과대학 기계공학부 김광식 군이 세계적 권위의 국제학술지 Advanced Science(Wiley, Impact Factor 14.1, JCR 상위 8.1%)에 단독 제1저자로 리뷰 논문을 게재하는 성과를 거두었다.

이번 논문은 2026년 6월 23일 온라인 게재되었으며, 논문 제목은 “Redefining LiF as a Nanostructured Building Block for Interphase Engineering in Lithium Metal Batteries”이다.

연구에서는 차세대 리튬 기반 이차전지의 핵심 계면인 고체전해질계면층(SEI, Solid Electrolyte Interphase)의 형성 메커니즘을 체계적으로 분석하고, LiF(Lithium Fluoride)를 단순한 계면 생성물이 아닌 능동적인 나노구조 빌딩블록으로 재해석하여 차세대 리튬금속전지의 계면 설계 전략을 새롭게 제안하였다. 특히 인공지능 기반 분자시뮬레이션을 활용하여 기존 실험만으로는 확인하기 어려운 원자 수준의 계면 형성 과정을 분석하고, 미래 배터리 설계를 위한 새로운 연구 방향과 통찰을 제시하였다.

SEI는 리튬금속전지, 전고체전지, 리튬황전지 등 다양한 차세대 전지의 성능과 수명을 결정하는 핵심 요소로 알려져 있다. 그러나 실제 전지 내부에서 형성되는 계면 구조와 반응 과정을 직접 관찰하고 제어하는 데에는 기술적 한계가 존재한다. 본 연구는 최신 인공지능 기반 계산과학과 분자시뮬레이션 기술을 활용하여 이러한 한계를 극복할 수 있는 새로운 접근법을 제안했다는 점에서 학술적 의미가 크다.

특히 이번 논문은 특정 연구 결과를 보고하는 일반 연구논문이 아니라, 해당 분야의 핵심 난제와 최신 연구 동향을 종합적으로 정리하고 미래 연구 방향을 제안하는 고난도 리뷰 논문이라는 점에서 주목받고 있다. 리뷰 논문은 특정 분야 전반에 대한 깊은 이해와 폭넓은 분석 능력이 요구되는 만큼, 학부생으로서 단독 제1저자로 세계적 수준의 학술지에 논문을 게재한 사례는 매우 이례적인 성과로 평가된다.

김광식 군은 현재 전남대학교 기계공학부 차진혁 교수 연구실에서 학·석사 연계과정으로 연구를 수행하고 있다. 이번 논문은 연구 수련 기간을 포함하여 약 1년 만에 이루어진 성과로, 연구 주제 발굴부터 문헌 조사, 논문 구성, 원고 작성 및 학술지 투고에 이르기까지 대부분의 과정을 김광식 군이 주도적으로 수행하였다. 이를 통해 학부 단계에서도 세계적 수준의 연구를 수행할 수 있는 연구 역량과 성장 가능성을 입증하였다.

또한 김광식 군은 본 논문에서 제안한 인공지능 기반 계면 설계 전략을 실제 차세대 배터리 연구에 적용하고 있으며, 관련 연구 결과는 현재 재료·에너지 분야 국제학술지 Small에 투고되어 심사가 진행 중이다.

김광식 군은 “처음에는 논문을 읽고 이해하는 것조차 쉽지 않았지만, 차근차근 공부하고 연구를 수행하면서 점차 자신감을 얻을 수 있었다”며 “컴퓨터를 이용해 가상의 원자 세계를 구현하고, 이를 통해 현실의 에너지 문제를 해결하는 과정이 매우 흥미로웠다. 특히 시뮬레이션이 실험적으로 확인하기 어려운 현상을 이해하고 새로운 해결책을 제시할 수 있다는 점에 큰 매력을 느끼고 있다”고 말했다.

전남대학교 기계공학부 차진혁 교수(김광식 군 지도교수)는 “김광식 군은 매우 성실하고 연구 의지가 강한 학생으로, 연구에 대한 이해도가 뛰어나 새로운 분야의 문제도 빠르게 이해하고 스스로 해결 방안을 찾아가는 능력이 탁월하다”며 “이번 논문은 연구 주제 선정부터 자료 조사, 논문 작성까지 대부분의 과정을 학생 스스로 수행했다는 점에서 더욱 의미가 크다”고 평가했다.

이어 “연구 수련 기간을 포함해 약 1년이라는 비교적 짧은 기간 내에 Advanced Science에 단독 제1저자로 논문을 게재한 것은 매우 이례적인 성과”라며 “향후 차세대 배터리 및 에너지 소재 분야를 선도할 연구자로 성장할 것으로 기대한다”고 밝혔다.

한편 이번 연구는 인공지능 기반 분자시뮬레이션이 차세대 배터리 계면 설계와 에너지 소재 개발 분야에서 수행할 수 있는 역할을 제시한 연구로 평가받고 있으며, 향후 고성능·고안전성 차세대 전지 개발을 위한 중요한 학술적 지침을 제공할 것으로 기대된다.

이번 연구는 교육부와 광주광역시가 지원하는 광주RISE센터의 「RISE 글로컬대학30 사업(2026-RISE(Glocal University 30)-05-011)」과 교육부가 지원하는 한국연구재단 기본연구사업(RS-2025-25430676)의 지원을 받아 수행됐다.