몸속 물질 모방해 리튬 이차전지를?

2014.11.03 18:00
국내 연구진이 생체 대사 작용을 모방해 만든 프테리딘 분자를 이차전지의 전극소재로 구현하는 데 성공했다. - 서울대 제공
국내 연구진이 생체 대사 작용을 모방해 만든 프테리딘 분자를 이차전지의 전극소재로 구현하는 데 성공했다. - 서울대 제공

국내 연구진이 생체 물질을 모방해 친환경 리튬 이차전지를 개발하는 데 성공했다.

 

강기석 서울대 재료공학부 교수팀과 박찬범 KAIST 신소재공학과 교수팀은 공동으로 몸속에서 일어나는 에너지 대사 물질을 모방해 리튬 이차전지용 전극 소재를 개발했다고 3일 밝혔다.

 

지금까지 리튬 이차전지용 양극 소재에는 코발트나 망간 등 전이금속이 주로 쓰였다. 하지만 전극 무게를 높인다는 점에서 고용량 전지를 만드는 데 한계로 작용했고 생산이나 재활용 과정에 환경오염을 일으키는 문제점도 있었다.

 

연구진은 친환경적인 전극소재를 찾던 중에 세포의 에너지 대사 활동이 리튬 이차전지의 구동 원리와 비슷하다는 사실을 발견하고, 대사 활동에서 산화환원에 관여하는 생체 물질을 모방해 이차전지의 전극소재에 적용하는 데 성공했다.

 

세포의 호흡 과정에 미토콘드리아에 있는 ‘플라빈 아데닌 디뉴클레오티드(FAD)’ 분자는 수소나 전자를 통해 에너지를 전달하는데, 연구진은 이 물질을 모방한 프테리딘 분자를 이차전지에 적용해 에너지를 저장할 수 있었다.

 

이렇게 만든 리튬 이차전지는 기존 무기물로 만든 리튬 이차전지와 비교해 에너지 밀도와 수명이 비슷한 수준으로 나타났다.

 

강 교수는 “무겁고 독성이 있는 중금속을 대신해 몸속에 있는 물질을 이용하면 가볍고 친환경적인 배터리를 구현할 수 있다”며 “성능에도 문제가 없다는 점에서 생체 물질로만 만든 ‘바이오 배터리’도 가능할 것”이라고 말했다.

 

이 연구결과는 ‘네이처’의 자매지 ‘네이처 커뮤니케이션서’ 10월 31일자에 실렸다.

 

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