[더퍼블릭 = 최태우 기자] 1회 충전으로 1000km 거리를 주행할 수 있는 전기차 배터리 신기술이 개발됐다.
울산과학기술원(UNIST)은 삼성전자종합기술원과 함께 차세대 전지로 떠오르고 있는 리튬공기전지의 한계로 지적됐던 수명 저하 문제를 해결했다고 15일 밝혔다.
이번 연구 결과는 지난 13일 에너지 재료 분야 저명 학술지인 어드밴스드 에너지 머터리얼즈(Advanced Energy Materials)의 표지 논문으로 선정됐다.
공동연구팀에 따르면 리튬공기전지는 현재 여러 배터리분야 전지 대비 10배 이상 많은 에너지를 저장할 수 있다.
또 공기 중의 산소를 전극재로 사용하기 때문에 기존 금속 소재를 사용하는 리튬이온전지 대비 경량화가 가능하다. 이에 전기차 배터리에 적합하다는 평가가 나왔다.
다만 전지 활성화 과정에서 발생하는 활성산소로 인해 수명이 급감하는 고질적인 문제를 가지고 있었다.
그러나 전지 내부의 유기물질을 고성능 세라믹 소재로 대체하면서 수명 급감에 대한 단점을 보완했다. 이에 기존 10회 미만이었던 충전 및 방전 수명이 100회 이상으로 크게 개선됐다.
뿐만 아니라 세라믹 소재의 한계도 극복했다. 일반적으로 세라믹 물질은 이온 전도성만 높은 반면, 리튬공기 배터리에 사용되는 고체 형태의 세라믹 소재는 뛰어난 이온 전도성과 전자 전도성을 동시에 갖췄다.
연구팀은 밀도범함수 이론 기반의 양자역할 모델링 기법으로 이온과 전자 모두 높은 전도성을 갖는 물질이기 때문에 전지의 다양한 구성 부품에 사용할 수 있다고 설명했다.
제1저자인 마상복 삼성종합기술원 전문연구원은 “차세대 전지로 주목받는 리튬공기 배터리의 상용화를 앞당길 원천 소재기술을 개발했다는 데 큰 의미가 있다”고 말했다.
교신저자인 UNIST 서동화 교수는 “신규 세라믹 소재는 전자와 리튬이온을 동시에 전달할 수 있기 때문에 리튬공기전지 뿐만 아니라 전지 분야에 쓰일 수 있을 것”이라고 전망했다.
[사진제공=연합뉴스]
더퍼블릭 / 최태우 기자 therapy4869@daum.net
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