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

  • ‘내 새끼의 연애2’ 최유빈, 윤후와 최종 커플⋯"너무 소중하고 감사한 인연"
  • 진태현, '이숙캠' 하차에도 제작진과 끈끈한 우정⋯"오빠 대박 나길"
  • 5월 4일 샌드위치 데이, 다들 쉬시나요?
  • "담았는데 품절이라니"⋯벌써 뜨거운 '컵빙수 대전', 승자는? [솔드아웃]
  • “5월에는 주식 팔라”는 격언, 사실일까⋯2010년 이후 데이터로 본 증시 전망
  • [종합] 삼성전자 ‘역대 최대’…반도체 53조, 2분기도 HBM 질주
  • 근로·자녀장려금 324만 가구 신청 시작…최대 330만원 8월 지급
  • 연준, 금리 동결로 파월 시대 마무리…반대 4표로 내부 분열 부각[종합]
  • 오늘의 상승종목

  • 04.30 장종료

실시간 암호화폐 시세

  • 종목
  • 현재가(원)
  • 변동률
    • 비트코인
    • 114,902,000
    • +1.36%
    • 이더리움
    • 3,395,000
    • +0.86%
    • 비트코인 캐시
    • 659,500
    • -0.68%
    • 리플
    • 2,048
    • +0.1%
    • 솔라나
    • 125,100
    • +0.97%
    • 에이다
    • 370
    • +0.54%
    • 트론
    • 485
    • +0.21%
    • 스텔라루멘
    • 237
    • -0.84%
    • 비트코인에스브이
    • 23,650
    • +0.34%
    • 체인링크
    • 13,660
    • +0.44%
    • 샌드박스
    • 108
    • -1.82%
* 24시간 변동률 기준