'리튬이온 전지보다 용량은 4배, 충전은 10분 만에'
포스텍 연구팀 고성능 리튬-황 전지 개발
(포항=연합뉴스) 임상현 기자 = 기존 리튬 이온전지보다 용량은 4배 크고 가격은 절반도 안 되는 고성능 리튬-황 전지가 포스텍 연구팀에 의해 개발됐다.
포스텍(포항공과대)은 화학과 박문정 교수와 통합과정 김훈 씨 연구팀이 리튬이온 전지의 단점으로 지적돼 온 저장 용량과 생산 단가의 한계를 극복한 차세대 배터리 제작 기술을 개발했다고 18일 밝혔다.
이번 성과는 차세대 2차 전지의 가장 큰 문제점인 충·방전 때 용량이 줄어드는 문제를 해결하고 제작 단가까지 낮춰 대용량 에너지원으로서 상용화 가능성을 크게 앞당겼다는 데 의미가 있다.
이 기술은 네이처 자매지인 네이처 커뮤니케이션 지를 통해 발표됐다.
리튬-황 전지는 리튬이온 전지에 비해 가격은 낮고 에너지 밀도는 높아 차세대 배터리 소재로 주목받고 있다.
그러나 현재 개발 중인 리튬-황 전지는 충전 및 방전 횟수가 짧고, 황이 유기 전해액에 녹아내려 저장 용량이 급격히 줄어드는 문제점이 있었다.
연구팀은 리튬이온이 나노채널을 통해 빠르게 이동하는 특성을 활용해, 충전 속도를 10분 이내로 줄이고 전지를 장시간 안정된 상태로 유지하는 새로운 유기 황 고분자 양극재료를 개발했다.
또 유기 나노구조체를 합성하고, 가황반응으로 황을 고정함으로써 용량 감소 문제를 해결해 리튬 이온전지보다 용량을 4배로 늘렸다.
석유 정제 공정에서 폐기되는 황 부산물을 활용할 수 있어 제조 단가는 기존 전지의 5분의 1 수준에 불과하다.
수십∼수백ｇ으로 쉽게 합성할 수 있어 대량 생산도 가능하다고 연구팀은 설명했다.
박 교수는 "리튬-황 전지는 무인기와 전기자동차, 재생에너지 저장장치 등 차세대 고성능 이차전지 상용화를 앞당기는 기술이다"며 "3차원적 채널구조에 따른 리튬-황 전지 특성을 규명하고 상용화를 앞당기는 연구를 계속할 계획이다"고 말했다.
연구는 미래창조과학부 글로벌 프런티어 사업(멀티스케일 에너지 연구단)의 지원을 받아 수행했다.
[저작권자ⓒ 부자동네타임즈. 무단전재-재배포 금지]
