게르마늄 활용, 고효율ㆍ장수명 리튬-산소 전지 개발

입력 2020-12-03 12:00

  • 가장작게

  • 작게

  • 기본

  • 크게

  • 가장크게

▲리튬-산소 전지용 고체형 활성산소 정화제의 작용 모식도. (사진제공=한국연구재단)
▲리튬-산소 전지용 고체형 활성산소 정화제의 작용 모식도. (사진제공=한국연구재단)

차세대 대용량 에너지 저장장치로 주목받는 리튬-산소 전지의 효율저하 원인인 활성산소를 게르마늄으로 제거하는 기술이 소개됐다.

한국연구재단(NRF)은 김동완 교수 연구팀(고려대학교)이 고체형 활성산소 정화제를 합성하고 이를 적용한 고효율, 장수명 리튬-산소 전지를 개발했다고 3일 밝혔다.

리튬-산소 전지는 기존 리튬이온 전지 대비 에너지 저장 용량을 약 5배 이상 높일 수 있지만, 반응 중 생기는 활성산소가 지속적인 충ㆍ방전을 방해하는 부산물을 만들어 내는 것이 문제였다. 기존에도 항산화 물질로 활성산소를 양극에서 빠르게 포획하려는 시도는 있었으나, 과도한 활성산소 발생 시에는 부산물 생성반응을 방지할 수 없었다. 또 용해성 물질로 음극까지 도달해 부식을 일으키는 단점이 있었다.

연구팀은 양극(탄소계 전극) 표면에 활성산소를 정화할 수 있는 불용성의 유기게르마늄을 나노선 모양으로 합성, 활성산소와 접촉면적을 넓혀 정화 활성을 끌어올리고자 했다. 전지 충ㆍ방전 시 전해질로 확산하는 활성산소를 포획해 반응성 낮은 안정된 물질로 빠르게 전환함으로써 활성산소가 일으킬 수 있는 각종 부산물 생성반응을 방지하도록 했다.

양극에 유기게르마늄 나노선이 적용된 전지는 충ㆍ방전의 과전압을 줄여 전지의 사이클 안정성을 크게 향상하는 것으로 나타났다. 활성산소로 인해 생겨나는 부산물인 탄산리튬을 많이 감소시킨 데 따른 것이다.

김동완 교수는 “실용화가 된다면 차세대 이차전지 기술발전은 물론, 전기자동차 기술 등 리튬이온 이차전지를 쓰는 산업 전반에 있어 대체될 시에는 획기적인 기술진보를 가져다줄 것”이라고 말했다.

  • 좋아요0
  • 화나요0
  • 슬퍼요0
  • 추가취재 원해요0

주요 뉴스

  • [르포] 빈 건물 사이 무인택시만…AI 열풍도 못 살린 '혁신 1번지'
  • “197조 청구서 내밀지도 못하고”...구글에 지도 내준 정부의 ‘빈손 대책’
  • 신혼부부 평균 결혼비용 3억8000만원…집 마련에 85% 쓴다 [데이터클립]
  • 1000억 흑자에 찬물 끼얹은 엔화 반값…토스, IPO 기업가치 새 변수
  • 석유만이 아니다⋯중동 전쟁, 6가지 필수 원자재도 흔든다
  • 개정 노조법에 고무된 민주노총⋯첫날부터 무더기 교섭요구
  • 미사일보다 무섭다?…'미국-이란 전쟁' 기뢰가 뭐길래 [인포그래픽]
  • 잠실운동장 개발사업 올해 '첫 삽'…코엑스 2.5배 스포츠·MICE 파크 조성
  • 오늘의 상승종목

  • 03.11 장종료

실시간 암호화폐 시세

  • 종목
  • 현재가(원)
  • 변동률
    • 비트코인
    • 101,851,000
    • -1.54%
    • 이더리움
    • 2,946,000
    • -2.09%
    • 비트코인 캐시
    • 656,500
    • +0.23%
    • 리플
    • 2,015
    • -1.03%
    • 솔라나
    • 124,900
    • -1.89%
    • 에이다
    • 378
    • -1.31%
    • 트론
    • 421
    • +0.48%
    • 스텔라루멘
    • 229
    • -0.43%
    • 비트코인에스브이
    • 23,060
    • +17.35%
    • 체인링크
    • 13,020
    • -2.62%
    • 샌드박스
    • 119
    • -0.83%
* 24시간 변동률 기준