박문정 교수·김훈 씨 팀 리튬이온 전지 단점 개선 고성능 리튬·황 전지 발표

포스텍이 리튬이온 전지의 단점을 개선한 차세대 배터리 개발에 성공했다.

특히 차세대 2차 전지의 가장 큰 문제였던 충·방전 시 용량이 줄어드는 문제 해결뿐 아니라 제작 단가까지 낮춰 대용량 에너지원으로 리튬·황 전지의 상용화 가능성을 크게 앞당겼다.

포스텍 화학과 박문정(사진) 교수와 통합과정 김훈 씨 연구팀은 네이처 자매지인 네이처 커뮤니케이션(Nature Communications)지를 통해 기존 리튬이온 전지에 비해 용량이 4배 이상 크며 가격은 5분의 1 수준에 불과하면서 충전 시간을 10분 이내로 줄인 고성능 리튬·황 전지 제작 기술을 발표했다.

리튬·황 전지는 기존 리튬이온 전지보다 가격은 낮은 데 비해 에너지 밀도는 높아 국내외 많은 과학자 사이에서 차세대 배터리 소재로 주목받았다.

하지만 충·방전 횟수가 짧은 것은 물론 황이 유기 전해액에 녹아내려 저장 용량이 급격히 줄어드는 문제점을 노출했다.

이로 인해 이들은 리튬이온이 나노채널로 빠르게 이동하는 특성을 활용, 충전 속도를 10분 이내로 확 줄이면서 전지 수명도 오랫동안 안정된 상태를 유지하는 새로운 유기·황고분자 양극재료를 개발했다.

박문정 교수는 "개발된 리튬·황 전지는 무인기와 전기자동차, 재생에너지 저장장치 등에 필요한 차세대 고성능 2차 전지의 실현을 앞당겼다"면서 "향후 3차원적 채널구조에 따른 리튬·황 전지 특성을 규명해 상용화를 앞당기는 데 힘을 쏟을 것"이라고 밝혔다.
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