차세대 이차전지 효율 획기적으로 높였다

2016.05.24 18:00
서울대 제공
서울대 제공
국내 연구진이 차세대 이차전지로 주목받고 있는 리튬-공기 전지의 효율을 획기적으로 향상시킬 수 있는 원천기술을 개발했다.

 

강기석 서울대 재료공학부 교수(사진)팀은 리튬-이온 전지에 쓰이는 새로운 액체 촉매를 개발하고, 이를 전지에 적용해 효율을 끌어올리는 데 성공했다고 24일 밝혔다.

 

미래형 전지로 각광받고 있는 리튬-공기 전지는 기존에 사용되고 있는 리튬-이온 전지에 비해 용량이 5~10배가량 크고 친환경적이다. 하지만 충전 시 높은 전압을 걸어줘야 하는 단점과 전지를 사용할 때 수명이 급격히 줄어든다는 문제가 상용화의 걸림돌이 돼왔다.

 

리튬-공기 전지에서의 연구진이 개발한 액상 촉매
리튬-공기 전지에서의 연구진이 개발한 액상 촉매 DMPZ(주황색 별)가 작용하는 원리를 나타낸 모식도. - 서울대 제공

연구진은 기존에 알려진 몇 가지 액상 촉매들의 공통점을 컴퓨터로 계산한 뒤, 이를 기반으로 이론적으로 높은 효율을 낼 수 있는 촉매를 설계했다.

 

그 결과 새롭게 개발된 ‘DMPZ’라는 액체 촉매를 리튬-공기 전지에 적용할 경우 충전 시에 걸어줘야 하는 전압을 3분의 1 이하로 낮출 수 있음을 확인했다. 에너지 효율을 획기적으로 향상시킬 수 있다는 의미다.

 

강 교수는 “그간 걸림돌이 되던 충전 문제를 해결해 리튬-공기 전지의 상용화 가능성을 높이는 계기가 될 것”이라며 “전기자동차, 신재생에너지 등 다양한 분야에 응용할 수 있다”고 말했다.

 

연구결과는 에너지 분야 권위지인 ‘네이처 에너지’ 23일자 온라인판에 실렸으며, 현재 이 기술은 현대자동차와 함께 실제 자동차에 적용할 수 있도록 대형화 연구가 진행 중이다.

 


 

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