5만 번 충·방전해도 끄떡없는 고용량 충전지

 

 

 

5만 번 충·방전해도 끄떡없는 고용량 충전지 나왔다

• KAIST, 하이브리드 신소재로 차세대 에너지 저장 소재 개발

 

 

국내 연구진이 금속화합물과 탄소계 물질을 함께 사용해 용량이 크면서도 수명이 긴 에너지 저장 소재를 개발했다. - KAIST 제공

 

강정구 KAIST EEWS 대학원 교수팀은 기존 이차전지보다 에너지를 2.5배 더 저장하면서도 충·방전을 반영구적으로 할 수 있는 차세대 에너지 저장 소재를 새롭게 개발했다고 6일 밝혔다. 이 연구는 글로벌프런티어사업인 ‘하이브리드 인터페이스기반미래소재연구단’의 지원을 받아 이뤄졌다.

 

지금까지 이차전지의 양(+)극 전극에는 탄소 소재와 금속산화물 소재가 쓰였는데 둘 다 뚜렷한 한계가 있었다. 탄소 소재는 충·방전 속도가 빠르고 수명이 길지만 에너지를 많이 저장할 수 없었으며, 금속산화물 소재는 에너지는 많이 저장하지만 충·방전 속도가 느리고 수명이 짧았다.

 

연구진은 두 소재를 함께 사용해 둘의 장점만 지닌 전극 소재를 개발하는 데 성공했다. 먼저 금속화합물을 포함한 탄소계 원료 용액을 가느다란 관을 통해 뿜어내면서 열을 가하는 방식으로 겉에 구멍이 많고 속은 비어 있는 공 모양의 탄소계 물질을 만들었다. 이어 이 물질 속을 금속화합물로 채워 새로운 구조의 소재를 개발했다.

 

이 물질은 기존 이차전지보다 에너지 저장 용량이 2.5배 많고, 충·방전을 5만 번 넘게 할 수 있을 정도로 수명이 반영구적인 것으로 확인됐다.

 

강 교수는 “용량과 출력이 크고 수명까지 긴 소재를 간단히 대량생산할 수 있게 됐다는 점에서 고용량 에너지 저장 기술 상용화에 크게 기여할 것”이라고 말했다.

 

이 연구결과는 에너지과학 분야의 권위지 ‘에너지와 환경과학’ 10월 8일자에 실렸다.