무인기ㆍ재생에너지 저장장치ㆍ전기차 등에 활용 기대
［헤럴드경제=신상윤 기자］국내 연구진이 이차전지로 널리 사용 중인 리튬이온전지보다 수명이 긴 리튬황 이차전지를 개발했다. 이번에 개발된 전지는 최근 전기료 인상과 원전 비중 감소에 따른 대체재로 각광받고 있는 재생에너지의 저장장치와 무인기,전기자동차에도 활용이 가능할 것으로 기대되고 있다. 카이스트(KAISTㆍ한국과학기술원)는 김도경<사진> 신소재공학과ㆍ최장욱 EEWS대학원 교수 공동 연구팀이 에너지 밀도가 기존 배터리의 5배가 넘는 리튬황 전지를 개발했다고 3일 밝혔다.
개발된 리튬황 전지는 단위 무게당 에너지 밀도가 2100Wh/㎏으로 현재 상용화 중인 리튬이온전지(최대 387Wh/㎏)의 5.4배에 달한다. 또 기존 리튬황 전지와 달리 수백 번 충ㆍ방전해도 용량이 떨어지지 않는다.
연구팀은 두께 75㎚(나노미터), 길이 15㎛(마이크로미터)의 황 나노와이어를 수직으로 정렬, 전자가 빠르게 이동할 수 있는 전극 재료를 제작했다. 이와 함께 황 나노와이어의 표면에 탄소를 코팅함으로써 황과 전해액이 직접 접촉하지 못하도록 해 기존 충·방전시 황이 녹으면서 용량이 감소하는 문제점을 해결했다.
개발된 전극은 300회의 충ㆍ방전에도 초기 용량의 99.2%를 유지했으며, 1000회의 충ㆍ방전 이후에도 70% 이상의 용량을 보였다.
김 교수는 “이번에 개발된 리튬황 전지는 이차전지의 가장 중요한 특성인 수명, 에너지 밀도 등에서 우수성을 보였다”며 “차세대 이차전지인 리튬황 전지의 오랜 난제인 수명저하의 해결방안을 찾아내, 해당 분야에서 우리나라가 기술 우위를 선점할 수 있을 것”이라고 기대했다. 연구팀은 관련 기술에 대해 국내 특허 1편과 PCT 국제 특허 1편의 출원을 완료했다.
이번 연구결과는 나노소재 분야의 권위 있는 학술지 ‘어드밴스드 머티리얼즈(Advanced Materials)’ 이날 자 표지논문으로 실렸다.
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